اخبار

مواد اولیه مواد کامپوزیت شامل رزین، الیاف و مواد هسته و ... می باشد.انتخاب های زیادی وجود دارد و هر ماده دارای استحکام، سفتی، چقرمگی و پایداری حرارتی منحصر به فرد خود است و هزینه و خروجی آن نیز متفاوت است.
با این حال، ماده کامپوزیت به عنوان یک کل، عملکرد نهایی آن نه تنها به ماتریس رزین و الیاف (و مواد هسته در ساختار ساندویچی) مرتبط است، بلکه ارتباط نزدیکی با روش طراحی و فرآیند ساخت مواد در ساختار دارد. .
در این مقاله روش‌های متداول ساخت کامپوزیت، عوامل موثر بر هر روش و نحوه انتخاب مواد اولیه برای فرآیندهای مختلف معرفی می‌شود.

1. قالب گیری اسپری

شرح روش:فرآیند قالب گیری که در آن مواد تقویت شده با الیاف خرد شده و سیستم رزین به طور همزمان به داخل قالب اسپری می شوند و سپس تحت فشار معمولی پخت می شوند تا یک محصول کامپوزیت ترموست تشکیل شود.

انتخاب مواد:

رزین: عمدتاً پلی استر
الیاف: نخ الیاف شیشه درشت
جنس هسته: هیچ، نیاز به ترکیب جداگانه با لمینت ها دارد

مزیت اصلی:
1) صنایع دستی سابقه طولانی دارد
2) کم هزینه، فیبر و رزین تخمگذار سریع
3) هزینه قالب کم

معایب اصلی:

1) تخته چند لایه به راحتی می تواند منطقه غنی شده با رزین را تشکیل دهد و وزن نسبتاً بالایی دارد.
2) فقط می توان از الیاف خرد شده استفاده کرد که به شدت خواص مکانیکی لمینت ها را محدود می کند.
3) برای سهولت در پاشش، ویسکوزیته رزین باید به اندازه کافی کم باشد تا خواص مکانیکی و حرارتی مواد کامپوزیت را از دست بدهد.
4) محتوای استایرن بالا در رزین اسپری به معنی خطرات بالقوه بالاتر برای اپراتورها است و ویسکوزیته کم به این معنی است که رزین به راحتی به لباس کار کارکنان نفوذ کرده و مستقیماً با پوست تماس پیدا می کند.
5) غلظت استایرن تبخیر شده در هوا برای برآوردن الزامات قانونی دشوار است

کاربرد معمولی:

نرده های ساده، پانل های ساختاری کم بار مانند بدنه ماشین های قابل تبدیل، فیرینگ کامیون، وان حمام و قایق های کوچک

2. دست دراز کردن

شرح روش:الیاف را به صورت دستی با رزین آغشته کنید.الیاف را می توان با بافتن، قیطاندن، دوختن یا چسباندن تقویت کرد.مرتب کردن دست معمولاً با غلطک یا برس انجام می شود و سپس رزین با یک غلتک لاستیکی فشرده می شود تا به الیاف نفوذ کند.لمینت ها تحت فشار معمولی پخت شدند.

انتخاب مواد:

رزین: بدون نیاز، اپوکسی، پلی استر، پلی وینیل استر، رزین فنولیک قابل قبول است.
فیبر: بدون نیاز است، اما فیبر آرامید با وزن پایه بزرگتر به سختی با استفاده از دست قرار می گیرد.
مواد اصلی: بدون نیاز

مزیت اصلی:

1) صنایع دستی سابقه طولانی دارد
2) یادگیری آسان
3) اگر از رزین پخت در دمای اتاق استفاده شود، هزینه قالب کم است
4) انتخاب بزرگ مواد و تامین کنندگان
5) محتوای فیبر بالا، الیاف مورد استفاده طولانی تر از فرآیند پاشش است

معایب اصلی:

1) اختلاط رزین، میزان رزین و کیفیت لمینت ها ارتباط نزدیکی با مهارت اپراتورها دارد، به سختی می توان لمینت هایی با محتوای رزین کم و تخلخل کم به دست آورد.
2) خطرات بهداشتی و ایمنی رزین.هرچه وزن مولکولی رزین لای آپ دستی کمتر باشد، تهدید بالقوه سلامتی بیشتر است.هرچه ویسکوزیته کمتر باشد، رزین راحت تر به لباس کار کارکنان نفوذ کرده و مستقیماً با پوست تماس پیدا می کند.
3) اگر تجهیزات تهویه مناسب نصب نشده باشد، غلظت استایرن تبخیر شده از پلی استر و پلی وینیل استر در هوا برای برآوردن الزامات قانونی دشوار است.
4) ویسکوزیته رزین دستی باید بسیار کم باشد، بنابراین محتوای استایرن یا سایر حلال‌ها باید زیاد باشد، بنابراین خواص مکانیکی/حرارتی مواد کامپوزیت را از دست می‌دهد.

برنامه های کاربردی نمونه:پره های استاندارد توربین بادی، قایق های تولید انبوه، مدل های معماری

3. فرآیند کیسه خلاء

شرح روش:فرآیند کیسه خلاء توسعه ای از فرآیند قرار دادن دستی است که در بالا ذکر شد، به این معنی که یک لایه فیلم پلاستیکی بر روی قالب مهر و موم می شود تا ورقه ورقه دستی جاروبرقی شود و برای دستیابی به ورقه ورقه، فشار اتمسفر به لمینت اعمال می شود. اثر اگزوز و تراکم.برای بهبود کیفیت مواد کامپوزیت.

انتخاب مواد:
رزین: عمدتا رزین های اپوکسی و فنولیک، پلی استر و پلی وینیل استر مناسب نیستند زیرا حاوی استایرن هستند که در پمپ خلاء تبخیر می شود.
فیبر: بدون نیاز، حتی الیاف با وزن پایه زیاد را می توان تحت فشار خیس کرد
مواد اصلی: بدون نیاز

مزیت اصلی:
1) می تواند به محتوای فیبر بالاتری نسبت به فرآیند تنظیم دستی استاندارد دست یابد
2) تخلخل کمتر از فرآیند استاندارد گذاشتن دست است
3) در شرایط فشار منفی، جریان کامل رزین درجه خیس شدن الیاف را بهبود می بخشد.البته بخشی از رزین توسط مواد مصرفی وکیوم جذب خواهد شد
4) سلامت و ایمنی: فرآیند کیسه خلاء می تواند انتشار مواد فرار را در طول پخت کاهش دهد

معایب اصلی:
1) فرآیندهای اضافی هزینه کار و مواد کیسه خلاء یکبار مصرف را افزایش می دهد
2) الزامات فنی بالاتر برای اپراتورها
3) کنترل اختلاط رزین و محتوای رزین تا حد زیادی به مهارت اپراتور بستگی دارد
4) اگرچه کیسه خلاء آزاد شدن مواد فرار را کاهش می دهد، اما خطر سلامتی برای اپراتور هنوز بیشتر از فرآیند تزریق یا پیش آغشته شدن است.

برنامه های کاربردی نمونه:قایق های تفریحی در مقیاس بزرگ، یک بار مصرف نسخه محدود، قطعات اتومبیل های مسابقه ای، اتصال مواد اصلی در کشتی سازی

شرکت مواد کامپوزیتی دیانگ یاوشنگ، با مسئولیت محدود.یک شرکت حرفه ای تولید کننده محصولات مختلف الیاف شیشه است.این شرکت عمدتاً فایبر گلاس روینگ، حصیر رشته ای خرد شده با الیاف شیشه، پارچه فیبر شیشه ای / پارچه چرخشی / پارچه دریایی و غیره تولید می کند. لطفاً با ما تماس بگیرید.

تلفن: +86 15283895376
واتساپ: +86 15283895376
Email: yaoshengfiberglass@gmail.com

4. قالب گیری سیم پیچ

شرح روش:فرآیند سیم پیچی اساساً برای ساخت قطعات ساختاری توخالی، گرد یا بیضی مانند لوله ها و مخازن استفاده می شود.پس از آغشته شدن دسته الیاف به رزین، در جهات مختلف روی سنبه پیچ می شود و فرآیند توسط دستگاه سیم پیچ و سرعت سنبه کنترل می شود.

انتخاب مواد:
رزین: بدون نیاز، مانند اپوکسی، پلی استر، پلی وینیل استر و رزین فنولیک و غیره.
الیاف: بدون نیاز، به طور مستقیم از بسته نرم افزاری الیاف استفاده کنید، بدون نیاز به بافتن یا دوختن به پارچه الیافی
مواد هسته: بدون نیاز، اما پوست معمولا یک ماده کامپوزیت تک لایه است
مزیت اصلی:
1) سرعت تولید سریع است و یک روش لایه بندی اقتصادی و معقول است
2) محتوای رزین را می توان با اندازه گیری مقدار رزین حمل شده توسط بسته فیبر که از مخزن رزین عبور می کند کنترل کرد.
3) هزینه الیاف را به حداقل برسانید، بدون فرآیند بافندگی متوسط
4) عملکرد ساختاری عالی است، زیرا بسته های فیبر خطی را می توان در جهت های باربر مختلف قرار داد
معایب اصلی:
1) این فرآیند به ساختارهای توخالی دایره ای محدود می شود
2) چیدمان دقیق الیاف در جهت محوری جزء آسان نیست
3) هزینه قالب نر سنبه برای قطعات ساختاری بزرگ نسبتا زیاد است
4) سطح بیرونی سازه سطح قالب نیست، بنابراین زیبایی شناسی ضعیف است
5) هنگام استفاده از رزین با ویسکوزیته کم، باید به عملکرد شیمیایی و عملکرد بهداشتی و ایمنی توجه شود.
برنامه های کاربردی نمونه:مخازن نگهداری مواد شیمیایی و لوله های تحویل، سیلندرها، مخازن تنفس آتش نشان

5. فرآیند پالتروژن

شرح روش:بسته الیافی که از کریل گرفته می شود غوطه ور می شود و از صفحه گرمایش عبور می کند و رزین به داخل فیبر روی صفحه گرمایش نفوذ می کند و محتوای رزین کنترل می شود و در نهایت مواد به شکل مورد نیاز پخت می شود.این محصول خشک شده با شکل ثابت به طول های مختلف به صورت مکانیکی برش داده می شود.فیبرها همچنین می توانند در جهت هایی غیر از 0 درجه وارد صفحه داغ شوند.
Pultrusion یک فرآیند تولید مداوم است و سطح مقطع محصول معمولاً شکل ثابتی دارد و اجازه تغییرات جزئی را می دهد.مواد از قبل خیس شده را که از صفحه داغ عبور می کند ثابت کنید و برای پخت فوری آن را در قالب پخش کنید.اگرچه این فرآیند تداوم ضعیفی دارد، اما می تواند شکل مقطع را تغییر دهد.

انتخاب مواد:
رزین: معمولاً اپوکسی، پلی استر، پلی وینیل استر و رزین فنولیک و غیره.
فیبر: بدون نیاز
مواد هسته: معمولا استفاده نمی شود

مزیت اصلی:
1) سرعت تولید سریع است و یک راه مقرون به صرفه و معقول برای از قبل خیس کردن و پخت مواد است.
2) کنترل دقیق محتوای رزین
3) هزینه الیاف را به حداقل برسانید، بدون فرآیند بافندگی متوسط
4) عملکرد ساختاری عالی، زیرا بسته های فیبر در یک خط مستقیم مرتب شده اند و کسر حجمی فیبر بالا است
5) ناحیه نفوذ فیبر را می توان به طور کامل آب بندی کرد تا انتشار مواد فرار را کاهش دهد

معایب اصلی:
1) این فرآیند شکل مقطع را محدود می کند
2) هزینه صفحه گرمایش نسبتاً زیاد است
برنامه های کاربردی نمونه:تیر و خرپا برای سازه های خانه، پل ها، نردبان ها و نرده ها

6. قالب گیری انتقال رزین (RTM)

شرح روش:الیاف خشک را در قالب پایینی قرار دهید، از قبل فشار دهید تا الیاف تا حد امکان با شکل قالب مطابقت داشته باشند و آنها را بچسبانید.سپس قالب بالایی را روی قالب پایین ثابت کنید تا حفره ایجاد شود و سپس رزین را به داخل حفره قالب تزریق کنید.
تزریق رزین به کمک خلاء و نفوذ الیاف معمولاً استفاده می شود، یعنی فرآیند تزریق رزین به کمک خلاء (VARI).هنگامی که نفوذ فیبر کامل شد، دریچه ورود رزین بسته می شود و کامپوزیت پخت می شود.تزریق و پخت رزین را می توان در دمای اتاق یا در شرایط گرم انجام داد.

انتخاب مواد:
رزین: معمولاً رزین اپوکسی، پلی استر، پلی وینیل استر و رزین فنولیک، رزین بیسمالیمید را می توان در دمای بالا استفاده کرد.
فیبر: بدون نیازالیاف دوخته شده برای این فرآیند مناسب تر هستند زیرا شکاف های دسته فیبر انتقال رزین را تسهیل می کند.الیاف مخصوص توسعه یافته برای تسهیل جریان رزین وجود دارد
مواد هسته: فوم لانه زنبوری مناسب نیست، زیرا سلول های لانه زنبوری با رزین پر می شود و فشار باعث فرو ریختن کف می شود.
مزیت اصلی:
1) کسر حجمی فیبر بالا و تخلخل کم
2) از آنجایی که رزین کاملاً مهر و موم شده است، سالم و ایمن است و محیط کار تمیز و مرتب است.
3) استفاده از نیروی کار را کاهش دهید
4) دو طرف بالا و پایین قسمت ساختاری سطوح قالب هستند که برای درمان سطح بعدی آسان است.
معایب اصلی:
1) قالب استفاده شده با هم گران است و برای تحمل فشار بیشتر، سنگین و نسبتاً دست و پا گیر است.
2) محدود به ساخت قطعات کوچک
3) مناطق خیس نشده مستعد ظاهر شدن هستند و در نتیجه مقدار زیادی ضایعات ایجاد می شود
برنامه های کاربردی نمونه:شاتل فضایی کوچک و پیچیده و قطعات خودرو، صندلی قطار

7. سایر فرآیندهای پرفیوژن - SCRIMP، RIFT، VARTM، و غیره.

شرح روش:الیاف خشک را به روشی مشابه فرآیند RTM قرار دهید، سپس پارچه رهاسازی و شبکه زهکشی را بگذارید.پس از اتمام لایه‌آپ، با کیسه خلاء کاملاً مهر و موم می‌شود و هنگامی که خلاء به یک نیاز خاص رسید، رزین به کل ساختار لایه‌آپ وارد می‌شود.توزیع رزین در لمینت با هدایت جریان رزین از طریق توری راهنما حاصل می شود و در نهایت الیاف خشک از بالا به پایین به طور کامل نفوذ می کنند.

انتخاب مواد:
رزین: معمولاً رزین اپوکسی، پلی استر، پلی وینیل استر
فیبر: هر فیبر معمولی.الیاف دوخته شده برای این فرآیند مناسب تر هستند زیرا شکاف های دسته فیبر انتقال رزین را سرعت می بخشد.
مواد هسته: فوم لانه زنبوری قابل استفاده نیست

مزیت اصلی:
1) مانند فرآیند RTM، اما فقط یک طرف سطح قالب است
2) یک طرف قالب یک کیسه خلاء است که تا حد زیادی در هزینه قالب صرفه جویی می کند و نیاز قالب برای تحمل فشار را کاهش می دهد.
3) قطعات ساختاری بزرگ همچنین می توانند کسر حجمی فیبر بالا و تخلخل کم داشته باشند
4) قالب فرآیند استاندارد دستی را می توان پس از اصلاح برای این فرآیند استفاده کرد
5) ساختار ساندویچی را می توان در یک زمان قالب گیری کرد

معایب اصلی:
1) برای سازه های بزرگ، فرآیند نسبتاً پیچیده است و نمی توان از تعمیرات اجتناب کرد
2) ویسکوزیته رزین باید بسیار کم باشد که باعث کاهش خواص مکانیکی نیز می شود
3) مناطق خیس نشده مستعد ظاهر شدن هستند و در نتیجه مقدار زیادی ضایعات ایجاد می شود

برنامه های کاربردی نمونه:تولید آزمایشی قایق های کوچک، پانل های بدنه قطار و کامیون، پره های توربین بادی

8. Prepreg – فرآیند اتوکلاو

شرح روش:پارچه الیافی یا الیافی از قبل توسط سازنده مواد به رزین حاوی کاتالیزور آغشته می شود و روش ساخت روشی با دمای بالا و فشار بالا یا روش انحلال حلال است.کاتالیزور در دمای اتاق نهفته است و به ماده ماندگاری هفته ها یا ماه ها در دمای اتاق می دهد.یخچال می تواند عمر مفید آن را افزایش دهد.

پیش آغشته را می توان با دست یا ماشین روی سطح قالب گذاشت، سپس در کیسه خلاء پوشانده و تا دمای 120 تا 180 درجه سانتیگراد گرم کرد.پس از گرم شدن، رزین می تواند دوباره جریان یابد و در نهایت بهبود یابد.از اتوکلاو می توان برای اعمال فشار اضافی به مواد، معمولاً تا 5 اتمسفر استفاده کرد.

انتخاب مواد:
رزین: معمولاً می توان از رزین های اپوکسی، پلی استر، فنولیک، رزین های مقاوم در برابر دمای بالا مانند پلی آمید، سیانات استر و بیسمالیمید نیز استفاده کرد.
فیبر: بدون نیازمی توان از بسته نرم افزاری یا پارچه فیبر استفاده کرد
مواد هسته: بدون نیاز، اما فوم باید در برابر دمای بالا و فشار بالا مقاوم باشد

مزیت اصلی:
1) نسبت رزین به عامل پخت و محتوای رزین به طور دقیق توسط تامین کننده تنظیم می شود، به دست آوردن ورقه های با محتوای فیبر بالا و تخلخل کم بسیار آسان است.
2) مواد دارای ویژگی های بهداشتی و ایمنی عالی است و محیط کار تمیز است و به طور بالقوه باعث صرفه جویی در هزینه های اتوماسیون و نیروی کار می شود.
3) هزینه الیاف مواد یک طرفه به حداقل می رسد و هیچ فرآیند میانی برای بافتن الیاف به پارچه لازم نیست.
4) فرآیند تولید به رزین با ویسکوزیته بالا و ترشوندگی خوب و همچنین خواص مکانیکی و حرارتی بهینه نیاز دارد.
5) افزایش زمان کار در دمای اتاق به این معنی است که بهینه سازی ساختاری و چیدمان اشکال پیچیده نیز آسان است.
6) صرفه جویی بالقوه در اتوماسیون و هزینه های نیروی کار

معایب اصلی:
1) هزینه مواد افزایش می یابد، اما برای برآوردن الزامات کاربرد اجتناب ناپذیر است
2) برای تکمیل عمل آوری به اتوکلاو نیاز است که دارای هزینه بالا، زمان عملیات طولانی و محدودیت های اندازه است
3) قالب نیاز به مقاومت در برابر دمای فرآیند بالا دارد و مواد هسته دارای همان الزامات است
4) برای قطعات ضخیم‌تر، هنگام قرار دادن پیش‌آب‌سازی‌ها برای از بین بردن حباب‌های هوای بین‌لایه، نیاز به پیش خلاء است.

برنامه های کاربردی نمونه:قطعات ساختاری شاتل فضایی (مانند بال ها و دم ها)، اتومبیل های مسابقه ای F1

9. Prepreg - فرآیند غیر اتوکلاو

شرح روش:فرآیند تولید پیش آغشته با کیورینگ در دمای پایین دقیقاً مشابه پیش آغشته سازی اتوکلاو است، تفاوت در این است که خواص شیمیایی رزین به آن اجازه می دهد تا در دمای 60-120 درجه سانتی گراد پخت شود.

برای پخت در دمای پایین 60 درجه سانتیگراد، زمان کار مواد تنها یک هفته است.برای کاتالیزورهای با دمای بالا (بیش از 80 درجه سانتیگراد)، زمان کار می تواند به چند ماه برسد.سیال بودن سیستم رزین امکان پخت را تنها با استفاده از کیسه های خلاء می دهد و از اتوکلاو اجتناب می کند.

انتخاب مواد:
رزین: معمولا فقط رزین اپوکسی است
فیبر: بدون نیاز، مانند prepreg سنتی
مواد هسته: بدون نیاز است، اما در هنگام استفاده از فوم PVC استاندارد باید توجه ویژه ای شود

مزیت اصلی:
1) تمام مزایای پیش‌آب اتوکلاو سنتی ((i.)) - ((vi.)) را دارد.
2) مواد قالب ارزان است، مانند چوب، زیرا دمای پخت پایین است
3) فرآیند ساخت قطعات ساختاری بزرگ ساده شده است، فقط باید کیسه خلاء را تحت فشار قرار دهید، هوای گرم اجاق گاز یا سیستم گرمایش هوای گرم خود قالب را برای برآوردن نیازهای پخت.
4) از مواد فوم معمولی نیز می توان استفاده کرد و فرآیند بالغ تر است
5) در مقایسه با اتوکلاو، مصرف انرژی کمتر است
6) فناوری پیشرفته دقت ابعادی و تکرارپذیری خوبی را تضمین می کند

معایب اصلی:
1) هزینه مواد هنوز بالاتر از الیاف خشک است، اگرچه هزینه رزین کمتر از پیش آغشته سازی هوافضا است
2) قالب باید دمای بالاتری نسبت به فرآیند انفوزیون (80-140 درجه سانتیگراد) تحمل کند.

برنامه های کاربردی نمونه:پره های توربین بادی با کارایی بالا، قایق ها و قایق های تفریحی مسابقه ای بزرگ، هواپیماهای نجات، اجزای قطار

10. فرآیند غیر اتوکلاو نیمه پرآب SPRINT/Beam preg SparPreg

شرح روش:تخلیه حباب‌های هوا بین لایه‌ها یا لایه‌های روی هم در طول فرآیند پخت هنگام استفاده از پیش‌آب‌سازی در ساختارهای ضخیم‌تر (بیش از 3 میلی‌متر) دشوار است.به منظور غلبه بر این مشکل، پیش خلاء به فرآیند لایه‌بندی وارد شد، اما زمان فرآیند را به طور قابل‌توجهی افزایش داد.

در سال‌های اخیر، گوریت مجموعه‌ای از محصولات پیش‌آب بهبود یافته را با فناوری ثبت اختراع معرفی کرده است که ساخت ورقه‌های ضخیم‌تر با کیفیت بالا (تخلخل کم) را قادر می‌سازد در یک فرآیند تک مرحله‌ای تکمیل شود.SPRINT نیمه پرگ از دو لایه الیاف خشک تشکیل شده است که لایه ای از ساختار ساندویچی فیلم رزین را ساندویچ می کند.پس از قرار دادن مواد در قالب، پمپ خلاء می تواند هوای داخل آن را به طور کامل تخلیه کند، قبل از اینکه رزین گرم شود و فیبر را نرم و خیس کند.جامد شد.

Beam prepreg SparPreg یک پیش آغشته بهبود یافته است که وقتی تحت خلاء پخته می شود، می تواند به راحتی حباب های هوا را از مواد دو لایه چسبانده شده جدا کند.

انتخاب مواد:
رزین: بیشتر رزین اپوکسی، رزین های دیگر نیز موجود است
فیبر: بدون نیاز
مواد هسته: بیشتر، اما در هنگام استفاده از فوم PVC استاندارد باید به دمای بالا توجه شود

مزیت اصلی:
1) برای قطعات ضخیم تر (100 میلی متر)، کسر حجمی الیاف بالا و تخلخل کم را می توان با دقت به دست آورد.
2) حالت اولیه سیستم رزین جامد است و عملکرد پس از پخت در دمای بالا عالی است
3) اجازه استفاده از پارچه الیافی با وزن بالا و کم هزینه (مانند 1600 گرم در متر مربع)، افزایش سرعت چیدمان و صرفه جویی در هزینه های ساخت
4) فرآیند بسیار پیشرفته است، عملیات ساده است و محتوای رزین دقیقاً کنترل می شود

معایب اصلی:
1) هزینه مواد هنوز بالاتر از الیاف خشک است، اگرچه هزینه رزین کمتر از پیش آغشته سازی هوافضا است
2) قالب باید دمای بالاتری نسبت به فرآیند انفوزیون (80-140 درجه سانتیگراد) تحمل کند.

برنامه های کاربردی نمونه:پره های توربین بادی با کارایی بالا، قایق ها و قایق های تفریحی مسابقه ای بزرگ، هواپیماهای نجات