Kompozitler için reçineler, lifler ve çekirdek malzemeler de dahil olmak üzere geniş bir hammadde seçeneği mevcuttur ve her malzemenin kendine özgü mukavemet, sertlik, tokluk ve termal kararlılık özellikleri ile değişen maliyet ve verimleri vardır. Ancak, bir kompozit malzemenin nihai performansı yalnızca reçine matrisi ve liflerle (ve bir sandviç malzeme yapısındaki çekirdek malzemeyle) değil, aynı zamanda yapıdaki malzemelerin tasarım yöntemi ve üretim süreciyle de yakından ilgilidir. Bu makalede, kompozitler için yaygın olarak kullanılan üretim yöntemlerini, her yöntemin temel etken faktörlerini ve farklı süreçler için hammaddelerin nasıl seçildiğini tanıtacağız.
Sprey kalıplama
1, yöntem açıklaması: kısa kesilmiş elyaf takviye malzemesi ve reçine sistemi aynı anda kalıba püskürtülür ve daha sonra atmosfer basıncı altında kürlenerek kalıplama işleminin termoset kompozit ürünlerine dönüştürülür.
2. Malzeme seçimi:
Reçine: esas olarak polyester
Elyaf: kaba cam elyaf ipliği
Çekirdek malzemesi: yok, sadece kontrplak ile birleştirilmesi gerekiyor
3. Başlıca avantajları:
1) Uzun bir zanaatkarlık geçmişi
2) Düşük maliyetli, hızlı elyaf ve reçine kaplaması
3) Düşük kalıp maliyeti
4. Başlıca dezavantajları:
1) Kontrplak reçine açısından zengin bir alan oluşturmak kolaydır, yüksek ağırlık
2) Sadece kısa kesilmiş elyaflar kullanılabiliyor, bu da kontrplağın mekanik özelliklerini ciddi şekilde sınırlandırıyor.
3) Püskürtme işleminin kolaylaştırılması için reçine viskozitesinin, kompozit malzemenin mekanik ve termal özelliklerini kaybedecek kadar düşük olması gerekir.
4) Sprey reçinesinin yüksek stiren içeriği, operatör için yüksek potansiyel tehlike anlamına gelir ve düşük viskozite, reçinenin çalışanın iş kıyafetlerine kolayca nüfuz edebileceği ve cilt ile doğrudan temas edebileceği anlamına gelir.
5) Havadaki uçucu stiren konsantrasyonunun yasal gereklilikleri karşılaması zordur.
5. Tipik Uygulamalar:
Basit çitler, üstü açılır araba gövdeleri, kamyon kaportaları, küvetler ve küçük tekneler gibi düşük yük taşıyan yapısal paneller.
El Yapımı Kalıplama
1. Yöntem açıklaması: Reçineyi liflere elle yedirin. Lifler dokunabilir, örülebilir, dikilebilir veya yapıştırılabilir ve diğer güçlendirme yöntemleri kullanılabilir. El yatırması kalıplama genellikle silindirler veya fırçalarla yapılır ve ardından reçine, liflere nüfuz etmesi için bir tutkal silindiri ile sıkıştırılır. Kontrplak, kürlenmesi için normal basınç altına alınır.
2. Malzeme seçimi:
Reçine: Gereksinim yok, epoksi, polyester, polietilen bazlı ester, fenolik reçineler mevcuttur
Elyaf: Gereklilik yok, ancak daha büyük aramid elyafının taban ağırlığının elle döşenen elyafa sızması zordur
Çekirdek malzemesi: gereklilik yok
3, Başlıca avantajları:
1) Teknolojinin uzun tarihi
2) Öğrenmesi kolay
3) Oda sıcaklığında kürlenen reçine kullanıldığında düşük kalıp maliyeti
4) Geniş malzeme ve tedarikçi seçeneği
5) Yüksek lif içeriği, püskürtme işleminden daha uzun lifler kullanılır
4, Başlıca dezavantajları:
1) Reçine karıştırma, laminat reçine içeriği ve kalitesi operatörün yeterliliği ile yakından ilgilidir, laminatın düşük reçine içeriği ve düşük gözenekliliğini elde etmek zordur
2) Reçine sağlık ve güvenlik tehlikeleri, el yatırması reçinesinin molekül ağırlığı ne kadar düşükse potansiyel sağlık tehdidi o kadar büyüktür, viskozitesi ne kadar düşükse reçinenin çalışanların iş kıyafetlerine nüfuz etme ve dolayısıyla cilt ile doğrudan temas etme olasılığı o kadar yüksektir.
3) İyi bir havalandırma sağlanmazsa, polyester ve polietilen bazlı esterlerden havaya buharlaşan stiren konsantrasyonunun yasal gereklilikleri karşılaması zorlaşır.
4) El macunu reçinesinin viskozitesi çok düşük olmalı, dolayısıyla stiren veya diğer çözücülerin içeriği yüksek olmalı, böylece kompozit malzemenin mekanik/termal özellikleri kaybolmalıdır.
5) Tipik uygulamalar: standart rüzgar türbini kanatları, seri üretim tekneler, mimari modeller.
Vakumlu torbalama işlemi
1. Yöntem açıklaması: Vakumlu torbalama işlemi, yukarıdaki el yatırması işleminin bir uzantısıdır, yani kalıp üzerine bir plastik film tabakasının kapatılması, el yatırması kontrplak vakumu olacak, kontrplağa atmosferik basınç uygulanarak boşaltma ve sıkma etkisi elde edilecek ve böylece kompozit malzemenin kalitesi iyileştirilecektir.
2. malzeme seçimi:
Reçine: esas olarak epoksi ve fenolik reçineler, polyester ve polietilen bazlı esterler uygulanamaz, çünkü stiren içerirler, vakum pompasına buharlaşma
Lif: Daha büyük liflerin taban ağırlığı basınç altında aşılabilse bile, herhangi bir gereklilik yoktur
Çekirdek malzemesi: gereklilik yok
3. Başlıca avantajları:
1) Standart el yatırması işleminden daha yüksek lif içeriği elde edilebilir
2) Boşluk oranı standart el yatırma yöntemine göre daha düşüktür.
3) Negatif basınç altında reçine, elyaf infiltrasyon derecesini iyileştirmek için yeterli miktarda akar, elbette reçinenin bir kısmı vakum sarf malzemeleri tarafından emilecektir.
4) Sağlık ve güvenlik: Vakumlu torbalama işlemi, kürleme işlemi sırasında uçucu maddelerin salınımını azaltabilir.
4, Başlıca dezavantajları:
1) Ek işlem, işçilik maliyetini ve tek kullanımlık vakumlu torba malzemesinin maliyetini artırır
2) Operatörler için daha yüksek beceri gereksinimleri
3) Reçine karıştırma ve reçine içeriğinin kontrolü büyük ölçüde operatörün yeterliliğine bağlıdır
4) Vakumlu torbalar uçucu maddelerin salınımını azaltsa da, operatör için sağlık riski infüzyon veya prepreg işlemine göre hala daha yüksektir
5, Tipik uygulamalar: büyük boy, tek sınırlı sayıda üretilen yatlar, yarış arabası parçaları, çekirdek malzeme bağlama işleminin gemi inşa süreci.
Sarma Kalıplama
1. Yöntemin tanımı: Sarma işlemi temel olarak boru ve oluk gibi içi boş, yuvarlak veya oval şekilli yapısal parçaların üretiminde kullanılır. Elyaf demetleri reçine emdirilir ve ardından bir mandrel üzerine çeşitli yönlerde sarılır. İşlem, sarma makinesi ve mandrel hızı tarafından kontrol edilir.
2. Malzeme seçimi:
Reçine: Epoksi, polyester, polietilen bazlı ester ve fenolik reçine vb. gibi herhangi bir gereklilik yoktur.
Elyaf: Hiçbir gereklilik yok, makaralı çerçevenin elyaf demetlerinin doğrudan kullanımı, elyaf kumaşa dokuma veya dikiş yapılmasına gerek yok
Çekirdek malzemesi: Gereklilik yok, ancak dış yüzey genellikle tek katmanlı kompozit bir malzemedir
3. Başlıca avantajları:
(1) hızlı üretim hızı, ekonomik ve makul bir katmanlama yöntemidir
(2) Reçine içeriği, reçine oluğundan geçen elyaf demetleri tarafından taşınan reçine miktarının ölçülmesiyle kontrol edilebilir.
(3) En aza indirilmiş elyaf maliyeti, ara dokuma işlemi yok
(4) mükemmel yapısal performans, çünkü doğrusal elyaf demetleri çeşitli yük taşıma yönleri boyunca döşenebilir
4. Başlıca dezavantajları:
(1) İşlem yuvarlak içi boş yapılarla sınırlıdır.
(2) Lifler, bileşenin eksenel yönü boyunca kolay ve doğru bir şekilde düzenlenmemiştir
(3) Büyük yapısal parçalar için mandrel pozitif kalıplamanın daha yüksek maliyeti
(4) Yapının dış yüzeyi kalıp yüzeyi olmadığından estetik açıdan kötüdür
(5) Düşük viskoziteli reçine kullanımında, mekanik özelliklere ve sağlık ve güvenlik performansına dikkat edilmesi gerekir.
Tipik uygulamalar: kimyasal depolama tankları ve boruları, silindirler, itfaiyeci solunum tankları.
Pultrüzyon kalıplama
1. Yöntem açıklaması: Bobin tutucudan çekilen elyaf demeti, tutkalla emdirilmiş olarak ısıtma plakasından geçirilir, ısıtma plakasında reçine elyafa sızar ve reçine içeriği kontrol edilir. Sonuç olarak malzeme istenen şekle kürlenir; bu şekildeki sabitlenmiş kürlenmiş ürün mekanik olarak farklı uzunluklarda kesilir. Elyaflar, sıcak plakaya 0 derece dışındaki yönlerden de girebilir. Ekstrüzyon ve gerdirmeli kalıplama, sürekli bir üretim sürecidir ve ürün kesiti genellikle sabit bir şekle sahiptir ve bu da küçük değişikliklere izin verir. Önceden ıslatılmış malzeme, sıcak plakadan geçerek sabitlenir ve kalıba yayılır ve hemen kürlenir. Bu işlem daha az sürekli olsa da, kesitte şekil değişikliği sağlayabilir.
2. Malzeme seçimi:
Reçine: Genellikle epoksi, polyester, polietilen bazlı ester ve fenolik reçine vb.
Lif: gereklilik yok
Çekirdek malzemesi: yaygın olarak kullanılmaz
3. Başlıca avantajları:
(1) hızlı üretim hızı, malzemelerin önceden ıslatılması ve kürlenmesi için ekonomik ve makul bir yoldur
(2) reçine içeriğinin hassas kontrolü
(3) lif maliyetinin en aza indirilmesi, ara dokuma işlemi yok
(4) mükemmel yapısal özellikler, çünkü lif demetleri düz çizgiler halinde düzenlenmiştir, lif hacim oranı yüksektir
(5) Uçucu maddelerin salınımını azaltmak için lif sızma alanı tamamen kapatılabilir
4. Başlıca dezavantajları:
(1) süreç kesitin şeklini sınırlar
(2) Isıtma plakasının daha yüksek maliyeti
5. Tipik uygulamalar: Konut yapılarının kiriş ve makasları, köprüler, merdivenler ve çitler.
Reçine Transfer Kalıplama İşlemi (RTM)
1. Yöntemin Açıklaması: Kuru elyaflar, kalıbın şekline mümkün olduğunca uyması ve yapıştırıcıyla bağlanması için önceden basınçlandırılabilen alt kalıba yerleştirilir; ardından üst kalıp, bir boşluk oluşturmak üzere alt kalıba sabitlenir ve reçine bu boşluğa enjekte edilir. Vakum Destekli Reçine Enjeksiyonu (VARI) olarak bilinen vakum destekli reçine enjeksiyonu ve elyafların infiltrasyonu yaygın olarak kullanılır. Elyaf infiltrasyonu tamamlandıktan sonra, reçine giriş vanası kapatılır ve kompozit kürlenir. Reçine enjeksiyonu ve kürleme işlemi oda sıcaklığında veya ısıtılmış koşullar altında yapılabilir.
2. Malzeme Seçimi:
Reçine: Genellikle epoksi, polyester, polivinil ester ve fenolik reçine, bismaleimid reçinesi yüksek sıcaklıkta kullanılabilir
Lif: Gereklilik yok. Bu işlem için dikilmiş lif daha uygundur, çünkü lif demeti arasındaki boşluk reçine transferine elverişlidir; reçine akışını artırabilen özel olarak geliştirilmiş lifler vardır
Çekirdek malzemesi: Hücresel köpük uygun değildir, çünkü petek hücreleri reçine ile dolacak ve basınç da köpüğün çökmesine neden olacaktır.
3. Başlıca avantajları:
(1) Daha yüksek lif hacim oranı, düşük gözeneklilik
(2) Reçine tamamen kapalı olduğundan sağlık ve güvenlik, temiz ve düzenli çalışma ortamı.
(3) Emek kullanımını azaltın
(4) Yapısal parçaların üst ve alt yüzeyleri kalıplanmış yüzeylerdir, bu da sonraki yüzey işlemleri için kolaylık sağlar.
4. Başlıca dezavantajları:
(1) Birlikte kullanılan kalıplar daha büyük basınca dayanabilmek için pahalı, ağır ve nispeten hacimlidir.
(2) küçük parçaların üretimiyle sınırlıdır
(3) Islatılmamış alanlar kolayca oluşabilir ve bu da çok sayıda hurdaya neden olabilir
5. Tipik uygulamalar: Küçük ve karmaşık uzay mekiği ve otomobil parçaları, tren koltukları.
Gönderi zamanı: 08-Ağu-2024
