Quy trình đặt lớp nhiều lần cho vật liệu composite nhiệt dẻo bằng công nghệ đặt sợi robot

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Thiết lập thí nghiệm:

  + Robot Yaskawa Motoman SK120, 6 bậc tự do, tải trọng 120 kg.

  + Đầu đặt sợi có cảm biến lực/mô-men, con lăn ép bằng thép phủ polyurethane.

  + Đèn khí nóng nhiệt độ 280°C, tốc độ đặt sợi 13 mm/s.

 

  • Mô hình hóa:
  •   + Bề mặt tiếp xúc giữa lớp mới và lớp nền được mô phỏng bằng các hình chữ nhật có kích thước ngẫu nhiên.
  •   + Độ tiếp xúc Dic được tính theo biến dạng hình học và độ nhớt nhựa.
  •   + Quá trình hàn Dh được mô phỏng bằng sự khuếch tán chuỗi polymer qua bề mặt tiếp xúc.
  • Truyền nhiệt:
  •   + Mô hình truyền nhiệt 1D theo chiều dày, sử dụng phương trình Fourier.
  •   + Tính nhiệt độ tại từng lớp bên dưới để xác định lớp nào bị ảnh hưởng bởi lớp đặt hiện tại.
  • Tính toán lực ép:
  •   + Xây dựng mô hình hình học dạng hình thang để mô phỏng vùng ảnh hưởng của lực ép.
  •   + Tính lực ép cần thiết cho từng lớp để đạt độ tiếp xúc đồng đều.
  • Vật liệu:
  •   + Vetrotex TGPPN60: sợi thủy tinh/polypropylene, chiều rộng 3.175 mm, độ dày trung bình 0.25 mm, hàm lượng sợi 60%.
  •   + Đo vi cấu trúc bằng kính hiển vi Nikon ECLIPSE E200.
  • Thí nghiệm kiểm tra bóc lớp:
  •   + Mẫu 5 lớp, kiểm tra lực bóc từng lớp bằng máy Mini-Instron 5848.
  •   + So sánh mẫu có lực ép đồng đều (10 psi) và mẫu có lực ép tính toán theo mô hình.
  •   + Kết quả: mẫu tối ưu có lực bóc đồng đều hơn (dao động từ 8.08–9.07 N), trong khi mẫu thường dao động từ 9.13–12.7 N.