جزوه کامپوزیت های پیشرفته (Ⅶ): مقدمه ای بر فرآیند سنگ فرش

I. تکنیک های لایه بندی

SRM را تفسیر کنید و مواد تعمیر صحیح، تعداد لایه های مورد نیاز برای تعمیر و جهت لایه ها را تعیین کنید. قسمت را خشک کنید، آسیب را از بین ببرید و لبه های ناحیه آسیب دیده را با ماسه مخروطی سنباده بزنید. با استفاده از یک قطعه پلاستیکی نازک، اندازه هر لایه تعمیری را از ناحیه آسیب دیده بکشید. از کاغذ ردیابی برای علامت گذاری جهت قرار دادن هر لایه استفاده کنید. اطلاعات ضخامت تعمیر را روی یک قطعه از مواد تعمیر کپی کنید تا به اندازه کافی بزرگ باشد تا تمام لایه ها را برش دهد. مواد ترمیم کننده را با رزین آغشته کنید، یک تکه فیلم آزاد کننده شفاف را روی پارچه قرار دهید، لایه ها را برش دهید و لایه ها را روی ناحیه آسیب دیده قرار دهید. این لایه‌ها معمولاً با استفاده از کوچک‌ترین ترتیب لایه‌بندی با اولویت چیدمان قرار می‌گیرند، اما یک جایگزین، استفاده از بزرگترین ترتیب چیدمان اولویت‌بندی است. در این دنباله، اولین لایه از پارچه تقویت‌کننده به طور کامل منطقه کار را می‌پوشاند، به دنبال آن لایه‌های کوچک‌تر به ترتیب قرار می‌گیرد و سپس با یک یا دو لایه بیرونی اضافی که فاصله‌ای روی لمینت و لمینت صدا کشیده می‌شود، به پایان می‌رسد. این دو روش در شکل 46 و 47 نشان داده شده است.

شکل 46: تعمیر فرآیند روسازی

شکل 47: تکنیک‌های مختلف (روش) lay up

II. فناوری نشت (نفوذ)

روش سنتی نشت با استفاده از فناوری کیسه‌بندی خلاء یک غشای آزادکننده سوراخ‌دار و یک لایه تهویه/نشت در بالای ترمیم قرار می‌دهد. سوراخ های موجود در غشای رهاسازی به هوا اجازه تهویه و تخلیه رزین از کل منطقه ترمیم را می دهد. مقدار رزینی که ریخته می‌شود به اندازه و تعداد سوراخ‌های غشای آزادکننده سوراخ‌شده، ضخامت پارچه ریزش/ هوادهی، ویسکوزیته و دما رزین و فشار خلاء بستگی دارد.

ریزش کنترل شده اجازه می دهد تا مقدار محدودی از رزین در لایه سوراخ شده آزاد شود. یک تکه فیلم آزاد کننده سوراخ شده در بالای مواد پیش آغشته، یک لایه فیلم رهاسازی در بالای فیلم آزاد کننده سوراخ شده و یک لایه فیلم آزاد کننده جامد در بالای فیلم آزاد قرار می گیرد. تعمیر را با استفاده از یک لایه تنفسی و یک کیسه خلاء فشرده کنید. لایه تهویه اجازه خروج هوا را می دهد. قالب های سرریز فقط می توانند مقدار محدودی رزین را جذب کنند و با استفاده از چندین لایه سرریز می توان میزان رزین موجود در قالب سرریز را کنترل کرد. بیش از حد لایه های سرریز می تواند منجر به کمبود رزین برای تعمیر شود. برای تکنیک های مناسب کیسه بندی و سرریز، همیشه از کتابچه های راهنمای تعمیر و نگهداری یا برگه های فنی سازنده استفاده کنید.

III. سیستم های نفوذ ناپذیر

سیستم های پیش آغشته با محتوای رزین 32-35 درصد، سیستم های غیرقابل نفوذ معمولی هستند. این پیش آغشته‌ها دقیقاً حاوی همان مقدار رزین مورد نیاز برای پخت لمینت هستند. بنابراین، نیازی به سرریز رزین نیست. ریختن این پیش آغشته ها منجر به ترمیم ناکافی یا نسبی رزین می شود. بسیاری از-پیش‌آهنگ‌های با استحکام بالا که امروزه استفاده می‌شوند، سیستم‌های نفوذناپذیر هستند. از قالب های ریخته گری استفاده نمی شود و رزین آب بندی می شود بنابراین ریزش وجود ندارد. برای تعیین اینکه آیا یک لایه ریخته شده نیاز به تعمیر دارد یا خیر، به دفترچه راهنمای نگهداری مراجعه کنید. یک ورقه از فیلم آزاد کننده جامد (غیر متخلخل) در بالای پیش آغشته قرار داده می شود و اطراف لبه ها را با نوار چسب می چسباند. یک دهانه کوچک در لبه نوار ایجاد شد تا هوا خارج شود. لایه های هوادهی و کیسه های خلاء برای فشرده سازی لایه پیش آغشته نصب شد. هوا می تواند از اطراف لبه های تعمیر خارج شود، اما هیچ رزینی خارج نمی شود. ریزش افقی (یا لبه) برای تعمیرات لایه مرطوب در دمای اتاق کوچک همانطور که در شکل 48 نشان داده شده است استفاده می شود. یک پارچه سرریز به طول 2 اینچ در اطراف تعمیر یا قسمت (لایه دریچه لبه) قرار داده شده است. نیازی به قرار دادن فیلم نیست زیرا پارچه ای در بالای تعمیر وجود ندارد. قطعه را با رزین آغشته کنید و یک کیسه جاروبرقی را روی تعمیر قرار دهید. برای حذف هوا و رزین اضافی به لبه از یک برنامه خلاء و یک اسکاج استفاده می شود.

شکل 48: لمینیت خلاء قسمت های محدب و مقعر

IV. قفل انحنای روسازی افقی

طراحی ورقه های متقارن یا متعادل به منظور به حداقل رساندن تنش های حرارتی باقیمانده ایجاد شده در طول عمل آوری رزین، همیشه تمرین خوبی است. نمونه‌هایی از ورقه‌های متوازن در شکل 49 نشان داده شده‌اند. مثال اول از نوار یک طرفه استفاده می‌کند، در حالی که نمونه‌های 2 و 3 ورقه‌های شبه{5}}همسانگرد معمولی هستند که از پارچه بافته شده‌اند.

شکل 49: مثال لمینت برابر

نمونه ای از اثرات ناشی از ورقه های نامتقارن در شکل 50 آورده شده است. این اثرات زمانی که لمینت در دمای بالا در اتوکلاو یا کوره پخت می شود به دلیل تنش های حرارتی که هنگام پایین آوردن لمینت از دمای پخت به دمای اتاق رخ می دهد، بیشتر قابل توجه است. ورقه‌های پخت شده در دمای اتاق با لایه‌های معمولی مرطوب-به دلیل تنش‌های حرارتی بسیار کمتر، اعوجاج مشابهی را نشان نمی‌دهند.

شکل 50: نمونه هایی از ضربه های ناشی از لمینت های نامتقارن

استحکام و سفتی یک کامپوزیت به جهت قرار گرفتن-به بالا بستگی دارد. محدوده واقعی مقاومت و سفتی رزین های اپوکسی کربن از مقادیر کم تا بالا ارائه شده توسط الیاف شیشه تا مقادیر بالا توسط تیتانیوم متفاوت است. این محدوده از مقادیر با جهت گیری لایه نسبت به بار اعمال شده تعیین می شود. از آنجایی که الزامات طراحی مقاومت تابعی از جهت بار اعمال شده است، جهت لایه و دنباله لایه باید صحیح باشد. در طول فرآیند تعمیر، بسیار مهم است که هر لایه آسیب دیده را با یک لایه از همان مواد و جهت یا یک جایگزین تایید شده جایگزین کنید.

خم شدن به الیاف طولی پارچه اشاره دارد. به دلیل صاف بودن الیاف، تار جهت استحکام بالایی دارد. خمیدگی برای توصیف جهت الیاف در نمودار، برگه مشخصات یا برگه سازنده استفاده می شود. اگر انحنای روی پارچه وجود نداشته باشد، هنگام جدا شدن پارچه از رول، جهت انحنا به طور پیش فرض صفر می شود. بنابراین 90 درجه به صفر عرض پارچه است. 90 درجه به صفر جهت پر نیز نامیده می شود.

V. رزین های مخلوط

رزین های اپوکسی، مانند همه مواد چند جزئی، باید به خوبی مخلوط شوند. برخی از سیستم‌های رزین رنگ‌هایی اضافه می‌کنند تا به میزان خوب مخلوط شدن مواد کمک کنند. از آنجایی که بسیاری از سیستم های رزین رنگ ندارند، رزین باید به آرامی و به مدت سه دقیقه کاملاً مخلوط شود. اگر رزین خیلی سریع مخلوط شود، هوا می تواند وارد مخلوط شود. اگر سیستم رزین به طور کامل مخلوط نشود، ممکن است رزین به درستی عمل نکند. اطمینان حاصل کنید که لبه و پایین فنجان مخلوط کن را به آرامی لمس کنید تا مطمئن شوید که تمام رزین به درستی مخلوط شده است.

از مخلوط کردن مقادیر زیاد رزین های سریع کیورینگ خودداری کنید. این نوع رزین ها هنگام مخلوط شدن گرما تولید می کنند. هنگامی که رزین بیش از حد گرم می شود، بخار می تواند شما را بسوزاند یا مسموم کند. فقط مقدار مواد مورد نیاز را با هم مخلوط کنید. اگر به مواد بیشتر از حداکثر بچ نیاز است، چند دسته را مخلوط کنید.

VI. تکنیک اشباع

برای تعمیرات خواب مرطوب، پارچه با رزین آغشته می شود. استفاده از مقدار مناسب رزین روی پارچه بسیار مهم است. رزین بیش از حد یا خیلی کم بر استحکام تعمیر تأثیر می گذارد. ته نشین شدن هوا در رزین یا خارج نشدن از پارچه نیز استحکام تعمیر را کاهش می دهد.

VII. آغشته کردن پارچه توسط برس یا سوهان لاستیکی

روش سنتی آغشته کردن با قلم مو یا سوهان لاستیکی است. تکنسین یک ماده آزاد کننده قالب یا فیلم رها کننده را روی تخته روکش قرار می دهد تا لایه چسب به تخته نچسبد. یک تکه پارچه روی مقوا قرار می گیرد و رزین در مرکز پارچه قرار می گیرد. پارچه را با برس یا برس تمیز کننده کاملا خیس کنید. لایه های بیشتری از پارچه و رزین اضافه کنید و این کار را تکرار کنید تا تمام لایه ها آغشته شوند. یک کیسه خلاء برای یکپارچه سازی لایه ها و تخلیه رزین و مواد فرار اضافی استفاده می شود. بیشتر فرآیندهای خواباندن مرطوب در دمای اتاق پخت می شوند، اما گرمای اضافی، تا 150 درجه فارنهایت (65.56 درجه)، برای تسریع فرآیند پخت استفاده می شود. این در شکل 51 نشان داده شده است.

شکل 51: آغشته کردن پارچه با برس یا سوهان لاستیکی

الف) خواب مرطوب-. ب) قرار دادن پارچه؛ ج) اشباع پارچه; د) برس مورد استفاده برای خراش دادن پارچه خیس شده را به خوبی تمیز کنید

هشتم. آغشته کردن پارچه ها به کیسه های وکیوم

روش آغشته سازی با کمک خلاء{0}}برای آغشته کردن پارچه های تعمیری با دو قسمت رزین در حالی که در کیسه خلاء بسته است استفاده می شود. این روش برای پارچه‌های محکم بافتنی مناسب است که نسبت رزین به الیاف نزدیک به حد مطلوب باشد. در مقایسه با آغشته سازی اسکاج، این فرآیند سطح هوای محبوس شده در پارچه را کاهش می دهد و پیکربندی کنترل شده و فراگیرتری برای تکمیل فرآیند آغشته سازی فراهم می کند.

8.1 روش آغشته سازی به کمک خلاء-

1. نوار آب بندی کیسه خلاء را در اطراف سطح میز قرار دهید تا از آن برای آغشته کردن مواد استفاده شود. منطقه باید حداقل 4 اینچ بزرگتر از موادی باشد که قرار است آغشته شود.

2. یک تکه پارچه تهویه شده لبه را در کنار نوار آب بندی کیسه خلاء قرار دهید. دریچه لبه باید 1-2 اینچ عرض داشته باشد.

3. یک تکه فیلم جداسازی جامد را روی میز قرار دهید. ورق باید 2 اینچ بزرگتر از ماده آغشته شود.

4. پارچه را وزن کنید تا مقدار مخلوط رزین مورد نیاز برای آغشته کردن مواد را بیابید.

5. پارچه را روی فیلم آزاد بگذارید.

6. یک قطعه از مواد قابل تنفس را بین پارچه و دریچه لبه قرار دهید تا یک مسیر هوا فراهم شود.

7. رزین را روی پارچه بریزید. رزین باید یک استخر پیوسته در ناحیه مرکزی پارچه تشکیل دهد.

8. پروب خلاء را روی شیر هواکش لبه قرار دهید.

9. یک فیلم جامد دیگر را روی پارچه قرار دهید. این فیلم باید هم اندازه یا بزرگتر از اولی باشد.

10. کیسه جاروبرقی را برای مهر و موم شدن و جاروبرقی کیسه قرار دهید.

11. اجازه دهید هوا به مدت 2 دقیقه از پارچه خارج شود.

12. برای خراش دادن رزین روی پارچه از یک لیسه لاستیکی استفاده کنید. به آرامی رزین را از مرکز تا لبه پارچه جارو کنید. رزین باید به طور مساوی در سراسر پارچه توزیع شود.

13. پارچه را بردارید و لایه تعمیر را جدا کنید.

8.2 فناوری کیسه خلاء

کیسه وکیومفرآیند پخت layup تحت فشار ایجاد شده توسط جاروبرقی فضای بین layup و ورق انعطاف پذیر قرار داده شده و مهر و موم شده در لبه ها است. در طول قالب‌گیری کیسه‌ای خلاء، مواد لایه معمولاً با استفاده از لایه‌بندی دستی-با استفاده از پیش‌آب‌سازی یا لایه‌گذاری مرطوب- در قالب قرار می‌گیرند. رزین های با جریان بالا برای کیسه های خلاء ترجیح داده می شوند.

کیسه خلاء یک طرفه:اگر قسمت تعمیر به اندازه کافی بزرگ باشد، می توان یک کیسه جاروبرقی را در یک طرف تعمیر قرار داد که روش ترجیحی است. کیسه وکیوم با نوار چسب در جای خود چسبانده می شود و با قرار دادن پورت خلاء در داخل کیسه خلاء ایجاد می شود.

بسته بندی پاکت نامهفرآیندی است که در آن قطعه مورد تعمیر به طور کامل در کیسه خلاء محصور می شود یا کیسه در انتهای قطعه قرار می گیرد تا مهر و موم مناسب به دست آید. اغلب برای قطعات قابل جابجایی هواپیما مانند کنترل پرواز، پانل های روکش و غیره استفاده می شود، زمانی که هندسه قطعه یا محل تعمیر، کیسه خلاء مناسب و آب بندی منطقه در خلاء را بسیار دشوار می کند. در برخی موارد، ممکن است قطعه آنقدر کوچک باشد که اجازه نصب -وکیوم کیسه ای یک طرفه را نمی دهد. در سایر مواقع، تعمیر در انتهای یک قسمت بزرگ قرار دارد و یک کیسه جاروبرقی باید همیشه در انتهای آن پیچیده شده و مهر و موم شود. همانطور که در شکل 52 نشان داده شده است.

شکل 52: تعمیر بسته پاکت

X. کاربردهای فشار متناوب

9.1 نوار کوچک

یکی دیگر از روش‌های اعمال فشار برای پخت در کوره، استفاده از روکش یا نوار کوچک‌کننده است. این روش معمولاً برای قطعاتی استفاده می‌شود که از قبل فیبر{1}}پیچیده شده‌اند، زیرا برخی از قوانین کاربردی مشابه اعمال می‌شوند. نوار در اطراف لایه تکمیل شده-پیچیده می‌شود، معمولاً تنها با یک لایه از مواد آزاد بین نوار و لایه-. گرما به نوار، معمولاً با یک تفنگ حرارتی، اعمال می‌شود تا نوار را جمع کند، فرآیندی که می‌تواند فشار فوق‌العاده‌ای بر روی layup وارد کند. پس از انقباض، قطعه را در فر قرار می دهند تا عمل کند. قطعات با کیفیت بالا را می توان با استفاده از نوار کوچک و ارزان قیمت ساخت.

9.2 C-گیره

همچنین می توان قطعات را با گیره به هم فشار داد. این تکنیک برای لبه های لمینیت جامد پانل های لانه زنبوری استفاده می شود. گیره ها (مثلاً c-گیره ها و گیره های فنری) برای فشار دادن لبه ها یا تعمیر جزئیات قطعات به هم استفاده می شوند. همیشه از گیره‌هایی با پدهای توزیع{6} فشار استفاده کنید، زیرا اگر نیروی گیره خیلی زیاد باشد ممکن است قطعه آسیب ببیند. گیره‌های فنری را می‌توان برای کاربردهایی استفاده کرد که در آن رزین در طول پخت می‌ریزد و گیره‌ها باید به‌صورت دوره‌ای- دوباره سفت شوند.

9.3 کیسه و وزنه تفنگ ساچمه ای

از کیسه ها و وزنه های تفنگ ساچمه ای نیز می توان برای تامین فشار استفاده کرد، اما استفاده از آنها به دلیل فشار کم اعمال شده محدود می شود.

ادامه دارد

منبع وب سایت عمومی "کامپوزیت مرز".