隨著航空工業(yè)的發(fā)展, 精細(xì)化生產(chǎn)意識(shí)逐漸提高, 需開(kāi)展先進(jìn)清洗技術(shù)的研究工作以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溶劑清洗工藝, 進(jìn)一步保證產(chǎn)品的清洗效果, 并間接提高產(chǎn)品的使用壽命及外觀質(zhì)量, 同時(shí)可減少或避免溶劑揮發(fā)對(duì)人體造成的傷害。從等離子體清洗的原理分析, 該清洗方法可推廣應(yīng)用于航空產(chǎn)品的涂裝前處理、膠接類產(chǎn)品的表面清理以及復(fù)合材料制造等多個(gè)方面。

1 對(duì)鋁合金蒙皮口蓋的處理

航空制造業(yè)蒙皮口蓋使用鋁合金制造, 為了增強(qiáng)其密封性能, 口蓋壓合部位采用丁腈橡膠硫化工藝制造膠圈。但橡膠硫化后常會(huì)溢出多余的膠料, 污染待涂裝表面, 造成涂裝后涂層附著力降低, 涂層涂覆后極易脫落。而常規(guī)的清洗方式無(wú)法徹底清除膠料產(chǎn)生的污染, 因而會(huì)影響口蓋的正常使用。采用等離子體清洗后再進(jìn)行涂裝, 圖層附著力較常規(guī)清洗有明顯提高, 并且符合航空涂裝的標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 航空航天電連接器

航空航天領(lǐng)域?qū)﹄娺B接器的要求非常苛刻, 未經(jīng)表面處理的絕緣體與封線體之間的粘接效果很差, 即使使用專用配方的膠, 其粘接效果也達(dá)不到要求;另外, 如果絕緣體和封線體之間粘接不緊密, 就可能會(huì)產(chǎn)生漏電現(xiàn)象, 造成電連接器的耐壓值提不上去。因此, 國(guó)產(chǎn)電連接器的發(fā)展受到嚴(yán)重影響。

目前國(guó)內(nèi)指定生產(chǎn)航空電連接器的廠家正在逐步推廣應(yīng)用等離子體清洗技術(shù)清洗連接件表面, 通過(guò)等離子體清洗, 不僅能去除表面油污, 而且可增強(qiáng)其表面活性, 使連接件上的涂膠非常容易且非常均勻, 粘接效果明顯改善。經(jīng)國(guó)內(nèi)多個(gè)生產(chǎn)大廠使用測(cè)試, 用等離子體清洗處理后的電連接器, 其抗拉能力成數(shù)倍增加, 耐壓值有顯著提高。

3 復(fù)合材料制造過(guò)程

高性能連續(xù)纖維 (如碳纖維、芳綸纖維、PBO纖維等) 增強(qiáng)熱固性、熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料具有質(zhì)輕高強(qiáng)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn), 已被廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍事等領(lǐng)域, 成為必不可少的材料。但是這些增強(qiáng)纖維通常存在表面光滑、化學(xué)活性低的缺點(diǎn), 使纖維與樹(shù)脂基體間不易建立物理錨合及化學(xué)鍵合等作用, 造成復(fù)合材料的界面結(jié)合力較差, 從而影響了復(fù)合材料的綜合性能。此外, 商業(yè)化的纖維材料表面會(huì)存在一層有機(jī)涂層以及微塵等污染物, 主要來(lái)源于纖維制備、上漿、運(yùn)輸及儲(chǔ)藏等過(guò)程, 會(huì)影響到復(fù)合材料的界面粘結(jié)性能。因此, 纖維材料在增強(qiáng)樹(shù)脂基體制備復(fù)合材料之前, 需要采用等離子體等處理手段對(duì)其表面進(jìn)行清洗、刻蝕, 去除有機(jī)涂層和污染物的同時(shí)在纖維表面引入極性或活性基團(tuán), 并形成一些活性中心, 可以進(jìn)一步引發(fā)接枝、交聯(lián)等反應(yīng), 利用清洗、刻蝕、活化、接枝、交聯(lián)等的綜合作用改善纖維表面的物理和化學(xué)狀態(tài), 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)纖維與樹(shù)脂基體之間相互作用的目的。

4 對(duì)芳綸制件的表面清理

芳綸材料密度低、強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫、易于加工和成型, 在航空制造業(yè)中有十分廣泛的應(yīng)用。對(duì)于某些應(yīng)用場(chǎng)合, 芳綸在成型之后還需與其他部件進(jìn)行粘接, 但該材料表面光滑且呈化學(xué)惰性, 其制件表面不易涂膠。因此需對(duì)其進(jìn)行表面處理以獲得良好的粘接效果, 目前主要運(yùn)用的表面活化處理手段為等離子體改性技術(shù)。經(jīng)過(guò)處理的凱夫拉表面活性增強(qiáng), 粘接效果有明顯的改善, 通過(guò)等離子體處理工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化, 其效果會(huì)進(jìn)一步提高, 應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣。

另外, 芳綸纖維復(fù)合材料在制造后其表面需涂覆環(huán)氧清漆及底漆封閉, 防止材料因吸潮而引起失效。在復(fù)合材料制造加工中, 其表面需涂抹脫模劑以使制件與模具順利分離, 然而加工后脫模劑會(huì)殘留在制件表面, 無(wú)法采用常規(guī)的清洗方式經(jīng)濟(jì)、有效地去除, 導(dǎo)致涂裝后涂層附著力差, 涂層極易脫落, 影響制件的使用。因此可考慮采用等離子體清洗技術(shù)經(jīng)濟(jì)、有效地去除脫模劑污染物。

5 在其他方面的應(yīng)用

等離子體清洗技術(shù)在航空制造業(yè)當(dāng)中還可以有更多的應(yīng)用場(chǎng)合, 例如:1) 門窗密封件的處理, 提高密封性能;2) 儀表板涂覆前的處理, 防止掉漆等現(xiàn)象;3) 控制面板在粘合前的處理, 增加粘結(jié)強(qiáng)度;4) 精密零件的清洗, 清除機(jī)械加工之后其表面所殘留的油類污染物。

等離子清洗機(jī)應(yīng)用前景分析

等離子體清洗可以處理各種材料, 容易采用數(shù)控技術(shù), 自動(dòng)化程度高, 具有高精度的控制裝置, 處理效果可控, 使成品率大幅度提高, 但成本卻反而降低。只要等離子體的能量控制合適, 正確的等離子體清洗不會(huì)在材料表面產(chǎn)生損傷層, 表面質(zhì)量可以得到保證, 輕度的表面損傷可能還會(huì)很好地增強(qiáng)材料表面的附著力。等離子體清洗技術(shù)解決了傳統(tǒng)濕法清洗工藝中大量消耗水與化學(xué)品的問(wèn)題, 綠色環(huán)保, 安全健康, 社會(huì)效益無(wú)法估量。我們深信等離子技術(shù)應(yīng)用范圍會(huì)越來(lái)越廣, 不久以后, 等離子體清洗設(shè)備和工藝就會(huì)以其在環(huán)保和效益等方面的優(yōu)勢(shì)逐步取代濕法清洗工藝。隨著等離子體清洗技術(shù)的成熟, 成本的降低, 其在航空制造領(lǐng)域中的應(yīng)用也會(huì)更加普及。