Методи виготовлення та проблеми сендвіч-панелей з піноалюмінію

Приготуванняпіноалюмінієві сендвіч-панелів цілому поділяється на дві категорії. Перша категорія полягає в тому, щоб спочатку підготувати алюмінієву піну, а потім з’єднати алюмінієву піну з металевою панеллю різними способами, такими як цементне з’єднання, метод поверхневого термічного напилення та зварювання. Другий тип полягає у підготовці збірного корпусу сендвіч-панелі з піноалюмінієвої піни, а потім збірний корпус нагрівають, щоб зробити основний шар піною, а піна охолоджується після завершення пінопласту, який є сендвіч-панеллю з піноалюмінієвої піни. Зазвичай використовувані методи підготовки включають гаряче пресування - метод спінювання методом порошкової металургії, метод прокатки - покриття - метод спінювання тощо.

1. Клеєве з'єднання

Склеювання відноситься до методу виготовлення сендвіч-панелей шляхом приклеювання пінопласту до металевих панелей за допомогою відповідних клеїв. Процес склеювання використовує фізичне з’єднання для підготовки сендвіч-панелі, і метод має переваги простої процедури та високої точності виробництва. Однак через структурні особливості високої пористостіалюмінієва піна, видалення домішок в отворах на поверхні алюмінієвої піни є відносно важким; у цьому методі з’єднання панель і основний шар в основному склеюються на зубцях отвору, а фактична ефективна площа з’єднання невелика, що призводить до низької міцності з’єднання сендвіч-структури; клей руйнується при високих температурах або в сильних корозійних середовищах, що викликає відрив основного шару від панелі та руйнування структури.

2. З'єднання зварюванням

Методи зварювання для виготовлення піноалюмінієвих сендвіч-панелей включають зварювання лазерним променем, ультразвукове торсійне зварювання та паяння з’єднань. Лазерне зварювання — це використання високої теплової енергії лазера для плавлення поверхневого шару панелей і спіненого алюмінію, охолодження після з’єднання двох композитних матеріалів, положення точкового зварювання та послідовність зварювання, показані на малюнку 1. Лазерне зварювання є високоточним і може ефективно контролювати площу оплавленого з’єднання. Незважаючи на те, що цей метод може здійснювати безперервну роботу, ефективність низька, а міцність з’єднання продукту також низька. Принцип ультразвукового торсійного зварювання полягає в з’єднанні двох матеріалів за допомогою ультразвукової енергії. Однак цей метод вимагає певної зони зварювання, і неможливо завершити зварювання всіх цільових поверхонь, що обмежує використання цього методу в реальному виробництві. З’єднанню твердим припоєм буде перешкоджати окислений шар спіненого алюмінію, тому дуже важливо видалити окислений шар, а при застосуванні технології пайки без паяльного флюсуспінений алюмінійсендвіч-панелей слід вжити деяких антикорозійних заходів, щоб запобігти корозії алюмінію на основі цинку та інших сплавів. Крім того, деталі, з’єднані таким способом, мають лише зубці з отворами, тому міцність з’єднання буде знижена.

3. Метод поверхневого термічного напилення

Процес нанесення покриття зазвичай вимагає високого ступеня рівності поверхні компонента, тому цей метод не підходить для складніших конструкцій. Термічне напилення відноситься до поверхневих технологій, які реалізуються шляхом розплавлення дротів або порошків. У цьому методі використовується струмінь повітря для прискорення розплавленого матеріалу та перенесення його на поверхню компонента, який потрібно покрити, що дозволяє обробляти компоненти складної форми. У цьому методі джерелом тепла, як правило, є електрична дуга. Однак цей метод важко індустріалізувати через складність процесу.

4. Гаряче пресування - метод спінювання порошкової металургії

У цьому методі порошок основного шару, який використовується для спінювання, спочатку поміщається в панель, а потім вони разом поміщаються у форму, і гідравлічний прес використовується для застосування холодного тиску до них, після чого заготовки витримуються при 450 ℃. протягом приблизно 1 год, а потім гарячим пресуванням для отримання готових заготовок, які можна використовувати для спінювання. Потім заготівля нагрівається і спінюється в закритій формі, а після охолодження виходить сендвіч-панель. Наявність прес-форми в цьому методі матиме певні обмеження щодо розміру готової сендвіч-панелі з піноалюмінію.

5. Накатно-покривно-спінений спосіб

Цей метод являє собою оригінальний порошок для спінювання з використанням відповідних засобів прокатки для виготовлення основного матеріалу, після панелі та попередньо виготовленого основного матеріалу для прокатки, покриття, для отримання попередньо виготовлених заготовок, спінювання після охолодження для отримання гарної структури сендвіча панель. Цей метод виготовлення виробів із високою міцністю зв’язку може забезпечити безперервне виробництво, але потребує подолання двох технічних труднощів: одна полягає у необхідності ущільнення порошку, а друга – це ефективне поєднання основного матеріалу та прокатки панелей.