از جمله عیوبی که درهنگام استفاده از رزین های ترموست به عنوان ماتریس در ساخت قطعات کامپوزیتی وجود دارد می توان به تردی(Brittleness) ، سیکل پخت طولانی (Cure cycle) و عدم امکان بازیافت ضایعات و قطعات ضایعاتی اشاره کرد.
به منظور رفع این محدودیت ها، بهبود خواص مکانیکی و کاهش مشکلات موجود در فرآیند ساخت قطعات کامپوزیتی، مطالعه بر روی رزین های ترموپلاستیک از سال ۱۹۸۰ بسیار مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مواد مورد استفاده در تولید کامپوزیت های با ماتریس ترموپلاستیک الیاف هیبریدی می باشد. از طرفی ویسکوزیته بالای رزین های ترموپلاستیک (۵۰۰ تا ۵۰۰۰ پاسکال ثانیه) خود به بروز مشکلاتی در فرآیند ساخت منجر میگردد.
عدم آغشته سازی (Impregnation)
عدم آغشته سازی (Impregnation) کامل و یکنواخت الیاف تقویت کننده با رزین مذاب یکی از جدی ترین مشکلات فرآیند ساخت قطعات کامپوزیتی با پایه ترموپلاستیک میباشد. معمولا برای غلبه بر این مشکل میبایست دما و فشار فرآیند تا حد زیادی افزایش یابد که این خود سبب افزایش هزینه های فرآیند ساخت می شود.
از این رو فرآیندهای جدید ساخت به استفاده از نخ های هیبریدی در ساخت قطعات کامپوزیتی روی آورده است. در این فرآیند به دلیل اختلاط مناسب الیاف تقویت کننده و الیاف ترموپلاستیک در ساختار نخ هیبریدی، الیاف ترموپلاستیک پس از ذوب مسیر بسیار کوتاهی را جهت آغشته سازی الیاف تقویت کننده طی خواهد کرد. بنابر این قطعات تولید شده با آغشته سازی و یکنواختی مناسب و در عین حال در فشار و دمای پایین تولید میشود. طول مسیر حرکت مذاب ترموپلاستیک به منظور آغشته کردن الیاف شیشه، در نخ های کومینگل(Commingle) حدود ۵۰ میکرون میباشد.
قرارگیری چندین نوع الیاف دریک بافت تشکیل بافت هیبریدی می دهد. از انواع این بافتها می توان به هیبرید کربن، هیبرید آرامید اشاره کرد. استفاده از الیاف هیبریدی بدلیل اقتصادی بودن آن یک روش برای تولید قطعات ترموپلاستیک محسوب می شود. یک نخ هیبریدی از اختلاط و یا چینش الیافی مانند الیاف شیشه به عنوان تقویت کننده و الیاف ترموپلاستیک مانند پلی پروپیلن به عنوان ماتریس تشکیل شده است. نخ هیبریدی به نوعی یک محصول نیمه نهایی (Semi finished product) محسوب میشود.
برای خواندن مقاله انواع کامپوزیت ها و طبقه بندی آنها روی عنون مقاله در زیر کلیک نمائید.
مقاله انواع کامپوزیت ها و طبقه بندی آنها
انواع جنس نخ های هیبریدی
نخ های هیبریدی معمولا از 2 جزء اصلی نخ تقویت کننده و نخ تشکیل دهنده ماتریس تشکیل شده اند. الیاف تقویت کننده معمول که در ساختار نخ های هیبریدی استفاده میشود الیاف شیشه، کربن، آرامید یا پلی استر با استحکام بالا (High tenacity PET) میباشد. الیاف ترموپلاستیک معمولی که در ساختار نخ های هیبریدی مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از:
1-پلی آمید(PA)
2- پلی اتیلن (PE)
3-پلی پروپیلن(PP)
4-پلی استر(PE)
5-پلی بوتیلن ترفتالات (PBT)
6-پلی اتر ایمید(PEI)
7-پلی اتر اتر کتون (PEEK)
8- پلی فنیلن سولفاید (PPS)
از شرکت های تولید کننده نخ های هیبریدی میتوان به شرکت Comfil ، شرکت Fischer و شرکت Vetrotex اشاره کرد. برای نمونه، جدول شماره 1 نخ های هیبریدی تولید شده توسط شرکت Comfil را نشان میدهد.
جدول 1 : نمونه ای نخ های هیبریدی شرکت Comfil
مزایای استفاده از نخ های هیبریدی
مزایای استفاده از نخ های هیبریدی به شرح ذیل میباشد:
1- نخ های هیبریدی نرم و انعطاف پذیر می باشند.
2-به خوبی در قالب خوابانده می شوند و قابلیت خوابیدن در قالب جزو مزیت های استفاده از نخ های هیبریدی میباشد.
3- ترکیبی از بهبود خواص استحکام، سختی، مقاومت به ضربه و چقرمگی حاصل می شود.
4- با توجه به اختلاط و نزدیکی الیاف تقویت کننده و الیاف ترموپلاستیک در ساختار نخ های هیبریدی، زمان آغشته سازی کوتاه تر بوده و در نتیجه سرعت تولید افزایش می یابد.
5- نخ های هیبریدی در مقایسه با پیش آغشته ها، از انعطاف پذیری و محدوده کاربرد بیشتری برخوردار است.
6- نخ های هیبریدی بر خلاف پیش آغشته ها که لازم است دو بار حرارت ببینند، فقط با یکبار حرارت دیدن به محصول مورد نظر نهایی تبدیل میشوند.
انواع الیاف هیبریدی
از انواع الیاف هیبریدی می توان به:
- نخ هیبریدی کنارهم(side by side)
- نخ هیبریدی کومینگل(Commingled(COM))
- نخ هیبریدی (KEMAFIL technology(KEM))
- نخ هیبریدی بافته(Braided hybrid Yarn)
- نخ هیبریدی(Friction Spinning(fs))
- و نخ هیبریدی(Schappe technology(SCH)) اشاره کرد.
هر کدام از الیاف هیبریدی ذکر شده در بالا دارای انواع مختلف قرار گرفتن الیاف تقویت کننده و ترموپلاستیک در کنار هم می باشند که از نظر آغشتگی و سپس استحکام و خواص مکانیکی وابسته به آغشتگی متفاوتی را خواهند داشت، که می توانید مقاله کامل الیاف هیبریدی و انواع آن را از اینجا بخوانید.
روش های تولید قطعات کامپوزیتی از الیاف هیبریدی
انواع روش های تولید قطعات کامپوزیتی از الیاف هیبریدی عبارتند از:
- تولید قطعات کامپوزیتی از الیاف هیبریدی به روش پرس گرم
- قالبگیری پریفرم نخ هیبریدی ترموپلاستیک با فرآیند پیش گرمایش
- ساخت قطعه کامپوزیتی به روش قالبگیری با هسته بادشونده(Bladder infation moulding technique)
که هر کدام از روش های ذکر شده دارای مزایا و معایبی می باشند که می توانید مقاله کامل روش های تولید قطعات کامپوزیتی از الیاف هیبریدی را از اینجا بخوانید.
به این مقاله امتیاز بده
[ratings]
مقاله قبلی سایت تخصصم اینه را می توانید اینجا بخوانید
همچنین شما دوست عزیز و متخصص نیز می توانید مقالات خود را با اسم خودتون (شرکت، اشخاص و مخترعان) به همراه تبلیغ تخصص، محصولات و خدمات خود در آخر آن در سایت تخصصم اینه به رایگان منتشر نمایید. البته به شرطی که مقاله کپی از سایت های دیگر و حتی خودتون نباشد. مقالات تا همیشه در سایت خواهند ماند.
اینجا کلیک کنید تا شرایط نوشتن و فرستادن مقاله را مشاهده نمایید.
برای تبلیغ خدمات و محصولات تخفیفدار خود در صفحه اول سایت با حداقل هزینه(5000 تومان با لینک فالو به سایت) اقدام نمایید(از اینجا بیشتر مطالعه کنید).
در فرم زیر نیز می توانید ایمیل خود را برای دریافت آخرین مقاله های سایت وارد نمایید.
