Ekziston një zgjedhje e gjerë e lëndëve të para për kompozitet, duke përfshirë rrëshirat, fibrat dhe materialet bazë, dhe secili material ka vetitë e veta unike të forcës, ngurtësisë, rezistencës dhe stabilitetit termik, me kosto dhe rendimente të ndryshme. Megjithatë, performanca përfundimtare e një materiali kompozit në tërësi nuk lidhet vetëm me matricën e rrëshirës dhe fibrat (si dhe me materialin bazë në një strukturë materiali sanduiç), por është gjithashtu e lidhur ngushtë me metodën e projektimit dhe procesin e prodhimit të materialeve në strukturë. Në këtë punim, ne do të prezantojmë metodat e prodhimit të përdorura zakonisht për kompozitet, faktorët kryesorë ndikues të secilës metodë dhe mënyrën se si zgjidhen lëndët e para për procese të ndryshme.
Formim me spërkatje
1, përshkrimi i metodës: materiali përforcues me fibra të shkurtra dhe sistemi i rrëshirës spërkaten në të njëjtën kohë në myk, dhe më pas kurohen nën presion atmosferik në produkte kompozite termoset të një procesi derdhjeje.
2. Përzgjedhja e materialit:
Rrëshirë: kryesisht poliester
Fibër: fije e trashë me fibra qelqi
Materiali bazë: asnjë, duhet të kombinohet vetëm me kompensatë
3. Përparësitë kryesore:
1) Histori e gjatë e artizanatit
2) Kosto e ulët, vendosje e shpejtë e fibrave dhe rrëshirës
3) Kosto e ulët e mykut
4, disavantazhet kryesore:
1) Kompensata është e lehtë për të formuar një zonë të pasur me rrëshirë, me peshë të lartë
2) Mund të përdoren vetëm fibra të prera shkurt, gjë që kufizon seriozisht vetitë mekanike të kompensatës.
3) Për të lehtësuar spërkatjen, viskoziteti i rrëshirës duhet të jetë mjaftueshëm i ulët, duke humbur vetitë mekanike dhe termike të materialit kompozit.
4) Përmbajtja e lartë e stirenit në rrëshirën spërkatëse do të thotë se ekziston një rrezik i lartë potencial për operatorin, dhe viskoziteti i ulët do të thotë se rrëshira mund të depërtojë lehtësisht në rrobat e punës së punonjësit dhe të bjerë në kontakt të drejtpërdrejtë me lëkurën.
5) Përqendrimi i stirenit të paqëndrueshëm në ajër është i vështirë për t'u përmbushur kërkesat ligjore.
5. Zbatime tipike:
Gardhe të thjeshta, panele strukturore me ngarkesë të ulët, siç janë karroceritë e makinave të konvertueshme, mbulesat e kamionëve, vaska dhe anije të vogla.
Formim me dorë
1, përshkrimi i metodës: rrëshira infiltrohet manualisht në fibra, fibrat mund të thuren, të gërshetohen, të qepen ose të lidhen dhe të përdoren metoda të tjera përforcuese. Formacionimi me dorë zakonisht bëhet me rul ose furça, dhe më pas rrëshira shtrydhet me një rul ngjitës për të depërtuar në fibra. Kompensata vendoset nën presion normal për t'u tharë.
2. Përzgjedhja e materialit:
Rrëshirë: nuk ka kërkesë, epoksi, poliester, ester me bazë polietileni, rrëshira fenolike janë në dispozicion.
Fibër: nuk ka kërkesa, por pesha bazë e fibrës më të madhe aramide është e vështirë të depërtojë në shtresën e vendosur me dorë.
Materiali kryesor: pa kërkesë
3, përparësitë kryesore:
1) Historia e gjatë e teknologjisë
2) E lehtë për t’u mësuar
3) kosto e ulët e mykut nëse përdoret rrëshirë që thahet në temperaturë ambienti
4) Zgjedhje e gjerë e materialeve dhe furnizuesve
5) Përmbajtje e lartë fibre, përdoren fibra më të gjata sesa procesi i spërkatjes
4, Disavantazhet kryesore:
1) Përzierja e rrëshirës, përmbajtja dhe cilësia e rrëshirës së laminuar janë të lidhura ngushtë me aftësinë e operatorit, është e vështirë të arrihet përmbajtje e ulët rrëshire dhe porozitet i ulët i laminatit.
2) Rreziqet për shëndetin dhe sigurinë nga rrëshira, sa më e ulët të jetë pesha molekulare e rrëshirës së shtruar me dorë, aq më i madh është kërcënimi potencial për shëndetin, aq më i ulët është viskoziteti që do të thotë se rrëshira ka më shumë gjasa të depërtojë në rrobat e punës së punonjësve dhe kështu të bjerë në kontakt të drejtpërdrejtë me lëkurën.
3) Nëse nuk instalohet ventilim i mirë, përqendrimi i stirenit të avulluar nga poliesteri dhe esteret me bazë polietileni në ajër është i vështirë për t'u përmbushur kërkesat ligjore.
4) Viskoziteti i rrëshirës së ngjitjes me dorë duhet të jetë shumë i ulët, kështu që përmbajtja e stirenit ose tretësve të tjerë duhet të jetë e lartë, duke humbur kështu vetitë mekanike/termike të materialit kompozit.
5) Zbatime tipike: fletë standarde të turbinave me erë, anije të prodhuara në masë, modele arkitekturore.
Procesi i paketimit me vakum
1. Përshkrimi i metodës: Procesi i paketimit me qese me vakum është një zgjatim i procesit të mësipërm të vendosjes me dorë, d.m.th., vulosja e një shtrese filmi plastik në formë do të bëhet me anë të vendosjes me dorë të kompensatës me vakum, duke aplikuar presion atmosferik mbi kompensatë për të arritur efektin e shterrimit dhe shtrëngimit, me qëllim përmirësimin e cilësisë së materialit kompozit.
2. zgjedhja e materialit:
Rrëshirë: kryesisht rrëshira epoksi dhe fenolike, esteri me bazë poliesteri dhe polietileni nuk është i zbatueshëm, sepse ato përmbajnë stiren, avullimi në pompën e vakumit
Fibër: nuk ka kërkesë, edhe nëse pesha bazë e fibrave më të mëdha mund të infiltrohet nën presion
Materiali kryesor: pa kërkesë
3. Përparësitë kryesore:
1) Mund të arrihet përmbajtje më e lartë e fibrave sesa procesi standard i vendosjes me dorë
2) Raporti i boshllëqeve është më i ulët se procesi standard i shtrimit me dorë.
3) Nën presion negativ, rrëshira rrjedh mjaftueshëm për të përmirësuar shkallën e infiltrimit të fibrave, sigurisht, një pjesë e rrëshirës do të absorbohet nga materialet e konsumueshme me vakum
4) Shëndeti dhe siguria: procesi i paketimit me vakum mund të zvogëlojë çlirimin e substancave të paqëndrueshme gjatë procesit të tharjes
4, Disavantazhet kryesore:
1) Procesi shtesë rrit koston e punës dhe materialin e qeseve të vakumit të disponueshme
2) Kërkesa më të larta për aftësi për operatorët
3) Përzierja e rrëshirës dhe kontrolli i përmbajtjes së rrëshirës varet kryesisht nga aftësia e operatorit
4) Edhe pse qeset me vakum zvogëlojnë çlirimin e substancave të paqëndrueshme, rreziku shëndetësor për operatorin është ende më i lartë se ai i procesit të infuzionit ose prepreg-imit.
5, Aplikime tipike: jahte të mëdha, me botim të vetëm të kufizuar, pjesë makinash garash, procesi i ndërtimit të anijeve të lidhjes së materialit bazë.
Formëzimi me dredhje
1. Përshkrimi i metodës: Procesi i mbështjelljes përdoret në thelb për të prodhuar pjesë strukturore me formë të zbrazët, të rrumbullakët ose ovale, siç janë tubat dhe kanalet. Tufat e fibrave impregnohen me rrëshirë dhe më pas mbështillen në një mandrel në drejtime të ndryshme. Procesi kontrollohet nga makina e mbështjelljes dhe shpejtësia e mandrelit.
2. Përzgjedhja e materialit:
Rrëshirë: pa kërkesë, siç janë epoksi, poliesteri, esteri me bazë polietileni dhe rrëshira fenolike, etj.
Fibër: pa kërkesa, përdorim i drejtpërdrejtë i tufave të fibrave të kornizës së bobinës, nuk ka nevojë të endje ose qepje të endura në pëlhurën e fibrave
Materiali bazë: nuk ka kërkesë, por lëkura zakonisht është një material kompozit me një shtresë të vetme
3. Përparësitë kryesore:
(1) shpejtësia e lartë e prodhimit, është një mënyrë ekonomike dhe e arsyeshme e vendosjes së materialeve të përdorura.
(2) Përmbajtja e rrëshirës mund të kontrollohet duke matur sasinë e rrëshirës që mbartin tufat e fibrave që kalojnë nëpër brazdën e rrëshirës.
(3) Kosto e minimizuar e fibrave, pa proces të ndërmjetëm të thurjes
(4) performancë e shkëlqyer strukturore, sepse tufat lineare të fibrave mund të vendosen përgjatë drejtimeve të ndryshme të mbajtjes së ngarkesës
4. Disavantazhet kryesore:
(1) Procesi është i kufizuar në strukturat e rrumbullakëta të zbrazëta.
(2) Fibrat nuk janë të rregulluara lehtë dhe saktë përgjatë drejtimit aksial të përbërësit.
(3) Kosto më e lartë e derdhjes pozitive të mandrinës për pjesë të mëdha strukturore
(4) Sipërfaqja e jashtme e strukturës nuk është një sipërfaqe myku, kështu që estetika është më e keqe
(5) Përdorimi i rrëshirës me viskozitet të ulët, duhet t'i kushtojë vëmendje vetive mekanike dhe performancës së shëndetit dhe sigurisë
Zbatime tipike: rezervuarë dhe tuba për ruajtjen e kimikateve, cilindra, rezervuarë frymëmarrjeje për zjarrfikës.
Formëzimi me pultrusion
1. Përshkrimi i metodës: Nga mbajtësja e bobinës, një tufë fibrash e ngopur me ngjitës vizatohet përmes pllakës ngrohëse, në pllakën ngrohëse për të përfunduar infiltrimin e rrëshirës në fibra dhe për të kontrolluar përmbajtjen e rrëshirës, dhe në fund të fundit materiali do të kurohet në formën e kërkuar; kjo formë e produktit të kuruar fiks pritet mekanikisht në gjatësi të ndryshme. Fibrat gjithashtu mund të hyjnë në pllakën e nxehtë në drejtime të ndryshme nga 0 gradë. Formëzimi me nxjerrje dhe shtrirje është një proces prodhimi i vazhdueshëm dhe prerja tërthore e produktit zakonisht ka një formë të fiksuar, duke lejuar variacione të vogla. Do të kalojë përmes pllakës së nxehtë materiali i para-lagur i fiksuar dhe i përhapur në myk menjëherë duke u kuruar, megjithëse një proces i tillë është më pak i vazhdueshëm, por mund të arrijë ndryshimin e formës së prerjes tërthore.
2. Përzgjedhja e materialit:
Rrëshirë: zakonisht epoksi, poliester, ester me bazë polietileni dhe rrëshirë fenolike, etj.
Fibër: pa kërkesë
Materiali kryesor: nuk përdoret zakonisht
3. Përparësitë kryesore:
(1) shpejtësi e lartë prodhimi, është një mënyrë ekonomike dhe e arsyeshme për para-lagjen dhe tharjen e materialeve
(2) kontroll i saktë i përmbajtjes së rrëshirës
(3) minimizimi i kostos së fibrave, pa proces të ndërmjetëm të thurjes
(4) veti të shkëlqyera strukturore, për shkak se tufat e fibrave janë të rregulluara në vija të drejta, fraksioni i vëllimit të fibrave është i lartë
(5) zona e infiltrimit të fibrave mund të vuloset plotësisht për të zvogëluar çlirimin e substancave të paqëndrueshme
4. disavantazhet kryesore:
(1) procesi kufizon formën e prerjes tërthore
(2) Kosto më e lartë e pllakës ngrohëse
5. Zbatime tipike: trarë dhe ferma të strukturave të banesave, urave, shkallëve dhe gardheve.
Procesi i Formëzimit me Transferim Rrëshire (RTM)
1. Përshkrimi i metodës: Fibrat e thata vendosen në formën e poshtme, e cila mund të para-presohet në mënyrë që fibrat të përshtaten sa më shumë me formën e formës dhe të lidhen me ngjitës; më pas, forma e sipërme fiksohet në formën e poshtme për të formuar një zgavër, dhe më pas rrëshira injektohet në zgavër. Përdoret zakonisht injektimi i rrëshirës me ndihmën e vakumit dhe infiltrimi i fibrave, i njohur si Injeksion i Rrëshirës me Ndihmë Vakumi (VARI). Pasi të përfundojë infiltrimi i fibrave, valvula e futjes së rrëshirës mbyllet dhe kompoziti thahet. Injektimi dhe tharja e rrëshirës mund të bëhet ose në temperaturë ambienti ose në kushte të nxehta.
2. Përzgjedhja e materialit:
Rrëshirë: zakonisht epoksi, poliester, ester polivinili dhe rrëshirë fenolike, rrëshira bismaleimide mund të përdoret në temperaturë të lartë
Fibër: pa kërkesë. Fibra e qepur është më e përshtatshme për këtë proces, sepse hapësira midis tufës së fibrave është e favorshme për transferimin e rrëshirës; ka fibra të zhvilluara posaçërisht që mund të nxisin rrjedhën e rrëshirës.
Materiali bazë: shkuma qelizore nuk është e përshtatshme, sepse qelizat në formë hualli mjalti do të mbushen me rrëshirë, dhe presioni gjithashtu do të shkaktojë shembjen e shkumës.
3. Përparësitë kryesore:
(1) Fraksion më i lartë i vëllimit të fibrave, porozitet i ulët
(2) Shëndeti dhe siguria, mjedisi i operimit i pastër dhe i rregullt pasi rrëshira është plotësisht e mbyllur.
(3) Zvogëlimi i përdorimit të punës
(4) Anët e sipërme dhe të poshtme të pjesëve strukturore janë sipërfaqe të modeluara, gjë që është e lehtë për trajtim të mëvonshëm sipërfaqësor.
4. Disavantazhet kryesore:
(1) Format e përdorura së bashku janë të shtrenjta, të rënda dhe relativisht të mëdha në mënyrë që t'i rezistojnë presionit më të madh.
(2) i kufizuar në prodhimin e pjesëve të vogla
(3) Zonat e palagura mund të krijohen lehtësisht, duke rezultuar në një numër të madh skrapesh
5. Zbatime tipike: pjesë të vogla dhe komplekse të anijeve kozmike dhe automobilave, ndenjëse treni.
Koha e postimit: 08 Gusht 2024
