1. Статические механические характеристики: термореактивные и термопластичные композиты

Испытания на растяжение, проведенные во всем температурном диапазоне, выявили явные различия в статическом поведении термореактивных и термопластичных материалов. Оцененный термореактивный композит сохраняет относительно стабильный модуль и прочность на растяжение даже при приближении температуры к +120°C, что подтверждает его пригодность для применений в высокотемпературных композитных пресс-формах и конструкционных элементов автомобильной промышленности.

В отличие от этого, два термопластичных композита демонстрируют более выраженные изменения жесткости и относительного удлинения. Их температурно-зависимое вязкоупругое поведение приводит к снижению модуля при высоких температурах, но к улучшенным ударным характеристикам при низких температурах. Такая двойственность делает их идеальными для деталей, изготовленных методом компрессионного формования, особенно для компонентов, требующих эффективного поглощения энергии.

2. Усталостное поведение при экстремальных температурах

Результаты усталостных испытаний подчеркивают, что температура является доминирующим фактором, влияющим на долговременную структурную надежность. При повышенных температурах в полимерах происходят изменения подвижности цепей и микроструктурная релаксация, что ускоряет усталостное разрушение. Термопластичные материалы проявляют более высокую чувствительность к этому эффекту, тогда как термореактивный композит демонстрирует превосходную усталостную стойкость при высоких температурах благодаря своей высокосшитой сетчатой структуре.

Это особенно важно для производителей компрессионно-формованных композитных деталей, включая:

• Системы защиты днища автомобилей
• Конструкционные корпуса аккумуляторных батарей электромобилей
• Крышки моторных отсеков
• Высоконагруженные кронштейны и поперечные балки кузова
• Компоненты промышленных насосов и электродвигателей

Экспертиза MDC в разработке пресс-форм для SMC, BMC, пресс-форм для углеродного волокна и пресс-форм для термопластичных композитов обеспечивает надежное производство для этих сложных применений.

3. Значение для производства композитных пресс-форм и компрессионного формования

Понимание температурно-зависимого усталостного поведения имеет решающее значение не только для выбора материала, но и для проектирования передовых композитных пресс-форм и оснастки для компрессионного формования. Контроль температуры пресс-формы, равномерность нагрева и оптимизированная система вентиляции должны быть согласованы с конкретным тепловым откликом материала.

Например:

• Термореактивные композиты (например, SMC, BMC) требуют точного температурного контроля (135–160°C) для обеспечения полного отверждения.
• Термопластичные композиты (например, LFT, PP, армированный углеродным волокном) нуждаются в быстрых циклах нагрева и охлаждения для стабильного качества.
• Гибридные композиты с углеродным волокном требуют высокой жесткости пресс-формы и минимальных тепловых деформаций для обеспечения точности аэрокосмического уровня.

Эти факторы напрямую влияют на срок службы пресс-форм, продолжительность цикла и повторяемость изделий — области, в которых MDC Mould обладает обширным промышленным опытом.

4. Финансирование исследований и промышленный контекст

Данное исследование частично финансируется Министерством предприятий и производства Италии (MIMIT) в рамках проекта: «Новое поколение модульных интеллектуальных олеодинамических насосов с аксиальными электродвигателями с магнитным потоком». Исследование тесно связано с глобальными отраслевыми тенденциями, направленными на повышение термической стабильности и механической надежности композитных компонентов, используемых в электродвигателях, насосах, автомобильных узлах и энергетических системах.

Заключение

Исследование температурно-зависимых усталостных характеристик термореактивных и термопластичных композитов предоставляет критически важные данные для высокоточного композитного производства. По мере перехода автомобильной и энергетической отраслей к облегчённым конструкциям спрос на материалы, устойчивые к температуре и обладающие высокой усталостной прочностью, будет продолжать расти.

Благодаря передовым техническим возможностям в области пресс-форм для SMC, BMC, пресс-форм для углеродного волокна, пресс-форм для термопластичных композитов и крупногабаритной композитной оснастки, MDC Mould готова поддерживать глобальных клиентов в разработке композитных деталей нового поколения с высокими эксплуатационными характеристиками.