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碳纖維復合材料與金屬和其他基材的粘合
發布時間:2022-06-28 16:22 | 瀏覽次數:


作為復合材料加工的一部分,有必要將復合層壓板片粘合到金屬和其他各種基材上。處理需要多個步驟來實現組件陣列之間的成功連接或結合。一般來說,對于金屬/木材到復合表面,請遵循以下主要步驟:

復合材料二次粘合的表面準備可以從層壓板固化開始或在復合材料的最后鋪層過程中開始。
(可選)在鋪層過程中:作為表面準備的一個選項,將最后一層復合織物放置在工具上,可以在現有層的頂部施加一層薄的編織玻璃纖維犧牲層,在固化后將進行二次粘合過程。這對于該過程不是強制性的,但將減少在二次粘合期間表面準備期間纖維損壞底層的機會。
除了玻璃纖維外,還可以選擇將“剝離層”放置在最終層的表面上,從而為固化的復合材料提供一致的、無光澤的表面光潔度。這將為粘合提供更好的表面,并在固化過程中減輕復合材料上多余的表面樹脂。剝離層適用于大多數復合固化方法。
一旦為模具剝離復合材料組件,并且邊緣已去除鋒利邊緣的飛邊,并修剪到粘合所需的尺寸,最佳實踐是清除復合材料中在上述任何過程中積聚的任何潛在外來碎屑或油.
清除修復區域的所有污染物,并確保清潔的工作表面用于二次粘合。表面處理過程是該過程中最重要的部分。它用于增加 2 個粘合組件的表面積并最大限度地發揮其持久粘合的潛力。簡單地清潔該區域不會讓粘合劑在固化過程中“抓住”零件表面。
所需物品: 220-400 粒度砂紙、異丙醇(清潔劑)、無絨布、乳膠/丁腈手套
(使用 60 或 80 粒度砂紙可能會太磨蝕并導致復合部件上的底層纖維損壞)金屬部件上使用更高的粒度并不那么重要。
注意:如果車間真空吸塵器很方便,建議在打磨過程中使用,以保持區域清潔,因為樹脂被打磨掉。
將 2 個組件放在一起,將來將它們放在一起,標記區域并將遮蔽膠帶或 Flashbreaker 膠帶 (~.100") 放置在表面之外。輕輕打磨兩個表面的計劃粘合區域。如果用碳纖維復合材料粘合,打磨直到表面開始變黑,因為碳纖維復合材料層會暴露出來。不要超出這個范圍。對于芳綸和玻璃纖維,很難分辨何時打磨到纖維中。對于 Kevlar,如果磨損的表面很明顯,則 Kevlar 織物層已被打磨成層。作為最佳實踐,從固化的復合材料表面和沙子上去除任何光澤或“閃光”,直到干燥時達到無光澤的表面。
使用噴水瓶對準備好的區域進行“破水測試”。將水噴在零件的未準備好區域。請注意,水會成珠狀,這不是一個可以看到粘合的區域,但會提供失敗的破水測試的樣子。將水噴到準備好的區域,注意到準備好的表面有一條明確的線還是沒有線?該部件可能已準備好使用粘合劑進行二次粘合。不了解此過程的工作原理或作用。
使用浸有酒精的無絨布擦拭表面直至清潔。最佳做法是將布折疊成四個部分,并在每個干凈部分的表面上擦拭一次,直到沒有灰塵或松散的樹脂被拾起。
將遮蔽膠帶貼在任何不想粘膠的區域。這僅用于一般清理,因為一些粘合劑會流淌,可能會導致溢出,需要在粘合后通過打磨手段處理。
二次鍵合
注意:如果與木材粘合或使用木材作為粘合基材,請勿使用經過處理的木材或膠合板。它不會與復合材料充分結合。未經處理的木材可成功用于二次粘合。使用“Coosa Board”,一種帶有玻璃纖維增強層的高密度聚氨酯泡沫,將是木材的替代選擇。
無數種樹脂和粘合劑可用于許多二次粘合和基材表面。對于許多簡單的家庭修復,基于環氧樹脂的系統幾乎可以粘合到任何表面。但是,對于承重結構,建議使用結構或增韌粘合劑。事實證明,結構粘合劑可以消除一系列應用中對緊固件的需求。對于間隙填充或彎曲/復雜的表面,觸變粘合劑將比標準的“流動”粘合劑更好地粘附在表面上。研究每個制造商的細節取決于零件設計。每個制造商可能都有特定的粘合劑,在用于特定基材、溫度需求和強度要求時效果最佳。常用的航空和通用粘合劑可在所需工具部分找到。
通常,不同的粘合劑會根據預算、最終用途、溫度和結構需求達到所需的效果。注意:在這些過程中需要注意適用期/工作期。留出所需的申請時間。建議等待混合,直到表面準備好應用。
戴上干凈的丁腈/化學手套,使用秤在不同的量杯中測量 A 部分和 B 部分所需的粘合劑量。在準備粘合之前不要混合。(用于粘合裝置的機械/附加壓力,如果使用,也應處于可以使用的狀態)特定粘合劑的應用可能會有所不同,但在將所需量的 A 部分混合到 B 部分(每體積)時大多相似 使用舌頭抑制劑或油漆棒以正確混合粘合劑。使用輕刷將粘合劑涂在兩個粘合表面上。
將粘合劑涂在兩個表面上后,將零件放在一起。根據零件的粘合方式,建議使用任何額外的施加壓力,無論是機械壓力還是重力壓力。一些選項包括真空袋裝、機械壓力(例如夾子)或簡單地將沙袋(加重袋)放在由離型膜或等效物隔開的配合表面上。這將有助于粘合實現將基材保持在一起以達到其設計目的的目標。如果沒有增加壓力,粘合劑可能無法正確密封或無法達到所需的質量規格。
固化粘合劑到制造商的規格。注意:對于一些室溫固化的環氧樹脂或塑料樹脂,一些烤箱固化的粘合劑可能會超過使用溫度。粘合劑選擇的細節對于二次粘合過程至關重要。
固化后,去除任何遮蔽物并用酒精清潔多余區域和/或根據需要進行輕微的濕磨。小心不要造成任何纖維損傷。
使用 ABS 塑料粘合,這個過程就沒有那么簡單了。ABS 塑料幾乎就像粘合到脫模劑上一樣。然而,這樣做并不是最佳實踐,通過化學方法可以將其粘合并獲得令人滿意的結果。許多基于環氧樹脂的系統可用于將各種基材粘合到塑料上。
對塑料表面進行脫脂以去除表面松散的污染物。最常見的是,這可以通過使用浸泡在異丙醇中的無絨布來實現。最佳做法是將布折疊成四個部分,并在每個干凈部分的表面上擦拭一次,直到沒有灰塵或松散的樹脂被拾起。
用 220 號砂紙輕輕打磨表面。目標是在不對塑料造成任何損壞的情況下實現略微粗糙的表面。研磨塑料后,使用浸有丙酮或異丙醇的無絨布去除所有污染物。
ABS 火焰處理:使用來自火炬或其他氣體火焰的火焰,將塑料暴露在火焰中幾秒鐘以氧化表面并與 ABS 表面反應,從而產生更高的粘合表面能。應注意不要讓表面燒焦或使塑料變形或翹曲。
讓表面冷卻并按照上面的二次粘合程序所示涂上所選的環氧基粘合劑。
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