Naliatie veľkej lopatky veternej turbíny epoxidovou živicou vyžaduje, aby bola živica dostatočne teplá, aby ľahko vtiekla do vláknitej rohože, ale nie taká horúca, aby začala predčasne tvrdnúť. Ponorný ohrievač z PTFE v nádobe so živicou musí poskytovať jemné, rovnomerné zahrievanie bez kovov-, aby sa zabránilo katalyzovaniu nežiaducich reakcií. V procese vákuového-procesu prenosu živice (VARTM) závisí kvalita konečného kompozitu rovnako od stabilnej teploty živice ako od samotného vákua.
Úloha predohrevu vo VARTM
Vo VARTM sa živica uchováva v plniacej nádobe, niekedy pod vákuom, a potom sa vtiahne do formy obsahujúcej výstuž zo suchých vlákien. Predhriatie živice znižuje jej viskozitu, čo umožňuje rýchle a úplné zmáčanie vlákien. Typické cieľové teploty sa pohybujú od 30 stupňov do 60 stupňov v závislosti od živicového systému. Mnohé termosetové živice-najmä epoxidy, polyestery a vinylestery- však obsahujú katalyzátory alebo tvrdidlá, ktoré sú veľmi citlivé na teplotu a chemické nečistoty.
Prečo sú PTFE ohrievače preferované na predhrievanie živice
Ak sa použije konvenčný ponorný ohrievač- s kovovým plášťom (meď, nehrdzavejúca oceľ alebo Incoloy), v živici sa môžu rozpustiť stopové ióny kovov, ako je meď alebo železo. Tieto ióny pôsobia ako neúmyselné katalyzátory, ktoré urýchľujú exotermickú vytvrdzovaciu reakciu. Výsledkom je skrátená doba spracovateľnosti, predčasné zahusťovanie a potenciálne úniková exotermia vo vnútri nádoby so živicou. APTFE ohrievač VARTM predhrievanie živiceriešenie sa tomu úplne vyhýba. Polytetrafluóretylén (PTFE) je chemicky inertný a neuvoľňuje žiadne katalytické ióny kovov. To dáva procesným inžinierom predvídateľné, stabilné pracovné okno pre infúziu.
Nízka hustota wattov zabraňuje lokalizovanému gélovaniu
Kritickým konštrukčným znakom PTFE ponorných ohrievačov na predhrievanie živice je nízka hustota wattov. Štandardná hustota wattov pre túto aplikáciu je menšia alebo rovná 0,5 W/cm². Na tejto úrovni sa teplo šíri po veľkej ploche, takže živica bezprostredne susediaca s plášťom ohrievača sa neprehrieva. Lokalizované prehriatie by inak spôsobilo gélovatenie katalyzovanej živice na tvrdé, nerozpustné miesta. Tieto tvrdé miesta sa môžu odlomiť, upchať infúzne linky a zničiť výplň formy. Nízka wattová hustota zaisťuje rovnomerné zahrievanie objemovej živice bez tepelnej degradácie.
Čistý, nepriľnavý-povrch pre dávkové zmeny
Hladký, nepriľnavý{0}}povrch PTFE ohrievača zabraňuje priľnutiu živice a vytvrdzovaniu na ohrievači. Medzi výmenami sérií alebo spustením foriem je možné ohrievač rýchlo vyčistiť jednoduchým utretím rozpúšťadla alebo odstránením zvyškového filmu-. To znižuje prestoje a eliminuje krížovú{4}}kontamináciu medzi rôznymi zloženiami živice.
Procesný tip: Použite regulátor{0}}rampovej teploty
Štandardný on{0}}vypnutý ovládač môže spôsobiť tepelné prekmitanie, ktoré je nebezpečné pri katalyzovaných živiciach. Dôrazne sa odporúča automatický regulátor teploty s rampovým-profilom namáčania. Funkcia rampy pomaly zvyšuje teplotu živice (napr. 1–2 stupne za minútu) z okolitej na cieľovú teplotu infúzie. Namáčanie potom stabilne udržuje túto teplotu. Tento jemný prístup zabraňuje tepelnému šoku a zabraňuje lokalizovaným horúcim miestam, ktoré by mohli spustiť predčasnú exotermiu. Pri výrobe kompozitov je o niekoľko stupňov viac a živica sa stáva pevným blokom vo vnútri nádoby{11}}, čo je nákladná a nebezpečná udalosť.
Riadenie rizík exotermickej reakcie
Epoxidové vytvrdzovanie je exotermické; akonáhle sa reakcia spustí, generuje svoje vlastné teplo. Ponorný ohrievač nesmie pridávať prebytočnú energiu, ktorá by mohla spustiť nekontrolovateľnú reakciu. Z tohto dôvodu sú PTFE ohrievače na predhrievanie živice často vybavené ochranou proti prehriatiu, ako je samostatný termočlánok alebo tepelná poistka. Regulátor by mal byť tiež schopný automaticky vypnúť ohrev, ak teplota živice prekročí bezpečný limit (zvyčajne 70–80 stupňov pre väčšinu epoxidov). Výber ohrievača a stratégia regulácie teploty sú preto neoddeliteľné.
Záver: Presné zahrievanie pre bezchybné kompozity
Ponorné ohrievače z PTFE poskytujú starostlivý, -nekontaminujúci zdroj tepla, ktorý umožňuje VARTM vyrábať bezchybné kompozity bez bublín-. Tým, že eliminujú katalýzu kovových iónov, udržiavajú nízku wattovú hustotu, aby sa zabránilo gélovateniu, a ponúkajú čistiteľný -nepriľnavý povrch, riešia tri primárne tepelné riziká pri predhrievaní živice. Pri lisovaní VARTM je kontrola teploty rovnako dôležitá ako samotné vákuum{5}}bez oboch bude kompozit trpieť dutinami, suchými miestami alebo neúplným vytvrdnutím. Správne špecifikovaný PTFE ohrievač, spárovaný s rampovým-regulátorom namáčania, zaisťuje opakovateľnú, vysokokvalitnú-výrobu dielov.
