تکنیک های ساخت یک کامپوزیت زمینه پلیمری شامل رشته پیچی (عموماً برای ساخت لوله ها و مخازن حمل مواد شیمیایی استفاده می شود)، شکل دهی آوتوکلاو (برای ساخت قطعاتی با اشکال پیچیده و صفحه های تخت برای ساختارهایی که مقدار فضای خالی کم و کیفیت بالا برایشان مهم است، استفاده می شود)، وقالبگیری انتقال رزین (به دلیل آنکه اجرای تولید کوتاه در صنایع خودروسازی لازم است، به صورت گسترده ای در این صنایع استفاده می شود) می باشد.
رشته پیچی: الیاف با کشیده شدن از میان حمام رزین در مسیر با رزین آغشته می شوند (پیچش تر) یا پیش آغشته ها، (پیچش خشک)، بر روی مندرل پیچیده می شوند. پیچش تر ارزان است و اجازه
می دهد که بر خواص کامپوزیت نظارت شود. پیچش خشک تمیزتر بوده ولی گران تر و در نتیجه کاملاً غیر متداول می باشد.
منوط به خواص مطلوب محصول، الگوهای پیچش همچون محیطی، مارپیچ، و قطبی می توانند بسط داده شوند. سپس محصول با یا بدون گرما و فشار پخت می شود. وابسته به کاربرد، مندرل ها از چوب، آلومینیوم، فولاد، گچ، یا نمک ها ساخته می شوند. برای مثال، مندرل های فولادی برای ساختن کمیت های زیاد از استوانه های انتها باز و آلیاژهای دمای ذوب پایین یا نمک ها قابل حل با آب برای استوانه های انتها بسته استفاده می شود که در نتیجه مندرل می تواند به راحتی خارج شود.
شکل دهی آتوکلاو: این روش ساخت با کامپوزیت های موجودی همچون پیش آغشته ها به کار می رود ابتدا، یک لایه پوستی از نایلون یا سلفون پوشش داده شده با تفلون بر روی قالب (قالب: یک سازه پیرامون یا داخل که کامپوزیت شکل مطلوب را می گیرد. قالب ها نری و مادگی هستند. اگر قطعه کامپوزیتی در قالب باشد، قالب مادگی نامیده می شود ، اگر حول قالب ساخته شود، قالب نری نامیده می شود.) جای میگیرد. تفلون برای جداسازی راحت قطعه استفاده می شود و لایه پوستی سطح مطلوبی که صاف و خالی از چین خوردگی می باشد را حاصل می سازد. جایگزین کردن تفلون توسط پودرها و مایعات جداکننده از قالب نیز می تواند جداسازی قطعه را کامل کند. تعداد مورد نیاز از پیش آغشته ها به صورت یک لایه در یک مرتبه، توسط وسایل خودکار یا دست خوابانیده می شود. هر لایه برای خارج کردن هر گونه هوای حبس شده و چین و چروک ها فشرده می شود. لایه چینی برای حالت گیری آب بند خلأ در لبه ها آب بندی می شود.
حال سیستم بلیدر برای خروج مواد فرار و رزین اضافی در حین پروسه حرارت دهی و خلأ که بعداً منتج می شود، بر پا میگردد. سیستم بلیدر مرکب از چندین صفحه بلیدر ساخته شده از پارچه شیشه ای می باشد. این ها بر روی لبه ها و بالای لایه چینی قرار می گیرند.
سپس، اتصالات خلأ بر روی بلیدرها جایگذاری و لایه چینی بسته می شود. یک خلأ نسبی برای صافی سطح بسته ایجاد می شود. کل مجموعه درون آتوکلاو که گرما و فشار به همراه گاز بی اثر مانند نیتروژن اعمال می شود، قرار می گیرد. سیستم خلأ برای خارج کردن مواد فرار در حین دوره پخت و نگه داشتن قطعه مطابق با قالب، در حال کار نگه داشته می شود. دوره پخت ممکن است بیش از 5 ساعت طول بکشد.
قالب گیری انتقال رزین (RTM) (همچنین قالب گیری مایع نیز نامیده می شود): یک رزین ویسکوزیته پایین همچون رزین پلی استر یا اپوکسی تحت فشار کم به داخل یک قالب بسته شامل فایبر از پیش شکل گیری شده تزریق می شود. جریان رزین متوقف شده و قطعه مجاز به پخت می شود. پخت در دمای اتاق با دماهای ارزیابی شده انجام می شود. مزایای RTM این است که با این که کمی گرانتر از لایه چینی دستی می باشد، ولی می تواند اتوماتیک باشد و نیازی به منبع سردخانه برای پیش آغشته ها ندارد. معایب بزرگ آن شامل هزینه اولیه بالا برای داشتن دو قالب به جای یک قالب می باشد.
منبع: کتاب مکانیک مواد مرکب
نگارنده: پروفسور آوتار ک. کاو- مترجم: مهندس امیر پاشائی
رشته پیچی: الیاف با کشیده شدن از میان حمام رزین در مسیر با رزین آغشته می شوند (پیچش تر) یا پیش آغشته ها، (پیچش خشک)، بر روی مندرل پیچیده می شوند. پیچش تر ارزان است و اجازه
می دهد که بر خواص کامپوزیت نظارت شود. پیچش خشک تمیزتر بوده ولی گران تر و در نتیجه کاملاً غیر متداول می باشد.
منوط به خواص مطلوب محصول، الگوهای پیچش همچون محیطی، مارپیچ، و قطبی می توانند بسط داده شوند. سپس محصول با یا بدون گرما و فشار پخت می شود. وابسته به کاربرد، مندرل ها از چوب، آلومینیوم، فولاد، گچ، یا نمک ها ساخته می شوند. برای مثال، مندرل های فولادی برای ساختن کمیت های زیاد از استوانه های انتها باز و آلیاژهای دمای ذوب پایین یا نمک ها قابل حل با آب برای استوانه های انتها بسته استفاده می شود که در نتیجه مندرل می تواند به راحتی خارج شود.
شکل دهی آتوکلاو: این روش ساخت با کامپوزیت های موجودی همچون پیش آغشته ها به کار می رود ابتدا، یک لایه پوستی از نایلون یا سلفون پوشش داده شده با تفلون بر روی قالب (قالب: یک سازه پیرامون یا داخل که کامپوزیت شکل مطلوب را می گیرد. قالب ها نری و مادگی هستند. اگر قطعه کامپوزیتی در قالب باشد، قالب مادگی نامیده می شود ، اگر حول قالب ساخته شود، قالب نری نامیده می شود.) جای میگیرد. تفلون برای جداسازی راحت قطعه استفاده می شود و لایه پوستی سطح مطلوبی که صاف و خالی از چین خوردگی می باشد را حاصل می سازد. جایگزین کردن تفلون توسط پودرها و مایعات جداکننده از قالب نیز می تواند جداسازی قطعه را کامل کند. تعداد مورد نیاز از پیش آغشته ها به صورت یک لایه در یک مرتبه، توسط وسایل خودکار یا دست خوابانیده می شود. هر لایه برای خارج کردن هر گونه هوای حبس شده و چین و چروک ها فشرده می شود. لایه چینی برای حالت گیری آب بند خلأ در لبه ها آب بندی می شود.
حال سیستم بلیدر برای خروج مواد فرار و رزین اضافی در حین پروسه حرارت دهی و خلأ که بعداً منتج می شود، بر پا میگردد. سیستم بلیدر مرکب از چندین صفحه بلیدر ساخته شده از پارچه شیشه ای می باشد. این ها بر روی لبه ها و بالای لایه چینی قرار می گیرند.
سپس، اتصالات خلأ بر روی بلیدرها جایگذاری و لایه چینی بسته می شود. یک خلأ نسبی برای صافی سطح بسته ایجاد می شود. کل مجموعه درون آتوکلاو که گرما و فشار به همراه گاز بی اثر مانند نیتروژن اعمال می شود، قرار می گیرد. سیستم خلأ برای خارج کردن مواد فرار در حین دوره پخت و نگه داشتن قطعه مطابق با قالب، در حال کار نگه داشته می شود. دوره پخت ممکن است بیش از 5 ساعت طول بکشد.
قالب گیری انتقال رزین (RTM) (همچنین قالب گیری مایع نیز نامیده می شود): یک رزین ویسکوزیته پایین همچون رزین پلی استر یا اپوکسی تحت فشار کم به داخل یک قالب بسته شامل فایبر از پیش شکل گیری شده تزریق می شود. جریان رزین متوقف شده و قطعه مجاز به پخت می شود. پخت در دمای اتاق با دماهای ارزیابی شده انجام می شود. مزایای RTM این است که با این که کمی گرانتر از لایه چینی دستی می باشد، ولی می تواند اتوماتیک باشد و نیازی به منبع سردخانه برای پیش آغشته ها ندارد. معایب بزرگ آن شامل هزینه اولیه بالا برای داشتن دو قالب به جای یک قالب می باشد.
منبع: کتاب مکانیک مواد مرکب
نگارنده: پروفسور آوتار ک. کاو- مترجم: مهندس امیر پاشائی
