X
تبلیغات
پیکوفایل
رایتل
پلتروژن-فرآیند پیوسته‏ای برای تولید انواع پروفیلهای کامپوزیتی - مهندس برتر
آموزش نیاز های ((اصلی و فرعی)) مهندس مکانیک
پلتروژن-فرآیند پیوسته‏ای برای تولید انواع پروفیلهای کامپوزیتی
جمعه 18 شهریور‌ماه سال 1390 ساعت 04:00 | نوشته شده به دست ایمان سودمند

پلتروژن فرآیند پیوسته‏ای برای تولید انواع پروفیلهای کامپوزیتی است. در این فرآیند، الیاف تقویت کننده را از یک حمام عبور می‏دهند تا به رزین آغشته شود. سپس الیاف آغشته شده را وارد یک قالب گرم می‏نمایند و نمونه پخت شده را توسط یک دستگاه کشش بیرون می‏کشند. بعد از این مرحله امکان برش محصول در اندازه‏های دلخواه وجود دارد. این فرایند تا حدودی مشابه فرایند اکستروژن پلاستیکها و تولید پروفیلهای پلاستیکی است.

از جمله مزایای این روش که یکی از باصرفه‏ترین روشهای تولید کامپوزیتهاست، این است که درصد الیاف در آن بالاست و چون الیاف بصورت طولی آرایش می‏یابند، محصول دارای استحکام کششی و فشاری بسیار بالایی است. همچنین سطح محصول نهایی کاملاً صاف است و نیازی به فرآیندهای تکمیلی نیست.

مراحل فرآیند:

ورودی الیاف: الیاف تقویت کننده‏ به شکلی هستند که بطور پیوسته فرآیند امکان پذیر باشد. قفسه الیاف پیوسته، اولین قسمت خط فرآیند می‏باشد. بعد از قفسه الیاف، قفسه نمد الیاف شیشه یه پارچه‌ها سطح قرار دارد. حرکت الیاف از ناحیه آغشته ‏سازی می‏بایست کنترل شود تا از هرگونه پیچش و گره و آسیب محفوظ بماند. اینکار می‏تواند توسط راهنماهای فلزی، سرامیکی و یا تفلونی انجام ‏شود.

حمام آغشته‏‌سازی: آغشته‌‏سازی الیاف تقویت کننده، از اصول فرآیند پلتروژن می‌باشد. غوطه‏‌وری در حمام یک راه برای این کار است. در این روش الیاف از رو و زیر میله‌‏های آغشته‌‏سازی عبور داده می‏شوند تا از هم باز، و به رزین آغشته گردند. معمولاً در ساخت پروفیلهای پیچیده، بعد از حمام و قبل از قالب، از صفحاتی برای شکل دادن به الیاف آغشته به رزین، استفاده می‏‌کنند. پوشش این صفحات باید از جنسی مناسب باشد تا از وارد ساختن هرگونه تنش به الیاف آغشته ضعیف شده، جلوگیری به عمل آید. معمولاً این قطعات از جنس تفلون، پلی‏ اتیلن با جرم مولکولی بسیار بالا، فولاد با پوشش کرم و یا آلیاژهای مناسب فولادی می‏باشند.

قالب: قالب پلتروژن، قلب این فرایند محسوب می‏شود. چرا که دما، کنترل کننده سرعت واکنش پخت، محل پخت رزین در قالب و شدت گرمای حاصل از پخت رزین می‏باشد. قطعه‌‏ای که کامل پخت نشده باشد، خواص فیزیکی و مکانیکی ضعیفی از خود نشان می‏دهد. همچنین اگر گرمای اضافی در قالب وجود داشته باشد، نقص و ترک حرارتی، موجب افت خواص الکتریکی، شیمیایی و مکانیکی قطعه می‏شود.

گیره و کشش: حداقل 3 متر فاصله بین خروجی قالب و محل کشش می‏بایس تعبیه شود تا قطعه فرصت سرد شدن پیدا کند و در برابر فشار گیره کشش تغییر شکل ندهد. سه روش برای کشش مرسوم است؛ کشش رفت وبرگشتی متناوب، کشش رفت و برگشتی پیوسته و کشش توسط سیستم تسمه نقاله‏ای.

برش: هر خط پیوسته پلتروژن احتیاج به یک سیستم برش دارد تا طولهای مناسب از قطعه تحویل شود. هردو روش برش خشک و تر قابل استفاده می‏باشند. ولی در هر حال تیغه برش می‏‌بایست الماسه باشد. در صورتیکه سرعت خط بالا باشد، تیغه برش همراه پروفیل حرکت می‏کند.

مواد: با توجه به خواص مورد نظر، می‏توان از الیاف و رزینهای مختلفی استفاده نمود. الیاف تأمین کننده خواصی چون استحکام کششی و ضربه، سفتی و مانند آن می‏باشند ولی رزین تأمین کننده خواص فیزیکی مانند آتشگیری، مقاومت در برابر شرایط جوی، هدایت حرارتی و مقاومت شیمیایی می‏‌باشند. برای بهبود خواص نیز از انواع افزودنی‏ها استفاده می‌‏شود.

الیاف: در انتخاب الیاف سه ویژگی مورد بررسی قرار می‏گیرد: نوع الیاف (شیشه، آرامید و کربن)، شکل آنها ( Roving,Mat,Fabrics ) و آرایش یافتگی آنها. الیاف شیشه مرسوم ترین نوع الیاف مورد مصرف می‏باشند. الیاف شیشه نوع الکتریکی ( E-grade )، استحکام کششی حدود Mpa 3450 و مدول کششی Gpa 70 و ازدیاد طول 3 تا % 4 دارند و با قطر و وزن مختلف در دسترس می‏باشند. سطح الیاف نیز متناسب با رزین کاربردی پوشش داده شده‌‏اند. برای کاربردهای خاص می‏توان از الیاف نوع S یا R استفاده نمود.

ماتریس پلیمری:
پلی استر غیر اشباع: هر دو نوع ایزو و ارتو فتالیک قابل استفاده می‏باشند. پلی استر مورد مصرف در فرآیند پلتروژن باید امکان ژل شدن و پخت سریع را داشته باشد تا قطعه از قالب جدا شود و بیرون کشیدن آن به سهولت انجام پذیرد. ویسکوزیته رزینهای معمول پلتروژن cP 500 می‏باشد. اگر ویسکوزیته رزین بالا باشد، می‏توان آنرا با مقادیری استایرن مخلوط نمود تا ویسکوزیته مناسب بدست آید. البته باید توجه داشت مقدار استایرن آنقدر زیاد نشود که بصورت واکنش نکرده یا پلی ‏استایرن درآید.
پراکسیدهای مورد استفاده در این فرآیند، باید در دمای بالاتر از محیط فعال شوند. به عنوان نمونه می‏توان به موارد زیر اشاره نمود:

به علت پیوندهای غیر اشباع، پلی استر پس از پخت 7 درصد جمع‏شدگی نشان می‏دهد. این نقص می‏تواند توسط فیلر و افزودنی‏های Low Profile جبران گردد. خواص الکتریکی پلی‏استر، قطعات آنرا مناسب برای کاربردهای ولتاژ بالا ساخته است. مقاومت در برابر شرایط محیطی پلی‏استر، متوسط تا خوب است. خواص بهتر توسط افزودنی‏ها و پارچه و پوشش (حتی بعد از فرآیند) قابل دستیابی است.

وینیل استر: این رزین نسبت به پلی‏استر دارای مقاومت خورندگی، خواص مکانیکی و حرارتی بهتری می‏باشد ولی حدود 75 درصد گرانتر می‏باشد.
رزین اپوکسی: این رزین برای استفاده در دماهای بالاتر مناسبتر است ضمن آنکه خواص مکانیکی آن عالیست.
سایر رزینها: از رزینهای دیگری مانند فنولیک، پلی‏متیل متااکریلات و حتی ترموپلاستها استفاده نمود.


مواد افزودنی:
فیلر: در فرآیند پلتروژن پرکردن قالب اهمیت فراوانی دارد. برای این منظور از پرکننده‏ها استفاده می‏شود. بعد از رزین و الیاف، سومین بخش رزین را تشکیل می‏دهد. از معمولترین فیلرها، کربنات کلسیم، سیلیکات آلومینیم و هیدروکسید آلومینیم را می‏توان نام برد. با توجه به ویسکوزیته فرمولاسیون، تا 50 درصد وزنی فیلراستفاده می‏شود.
عامل جدا کننده( release agent ): به منظور جداشدن قطعه از قالب، می‏بایست از یک عامل جداساز استفاده شود. این عامل نباید کاملاً ناسازگار با رزین باشد و همچنین سازگاری آن به حدی نباشد که به سطح قطعه مهاجرت نکند. همچنین باید قبل از پخت رزین مذاب شده باشد.
سایر افزودنی‏ها: در فرآیند پلتروژن می‏توان از انواع رنگدانه‏ها، افزودنی‏های بهبود خواص حرارتی و سایر مواد مرسوم در صنعت کامپوزیت استفاده نمود.
خواص: جهت مقایسه خواص پروفیلهای پلتروژن با سایر مواد جداول ذیل ارائه می‏گردد:

مقایسه خواص مکانیکی پروفیلهای پلتروژنی با سایر مواد

مزایای پلتروژن: پلتروژن یکی از اقتصادی‏ترین روشهای تولید پروفیلهای کامپوزیتی مورد مصرف در صنایع ساختمان است.
از این فرآیند در ساخت قطعات سبک مقاوم در برابر خورندگی، سیستمهای عایق الکتریکی، سازه‏های ساحلی و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‏شود. ویژگیها و مزایای قطعات حاصل از این روش، در جدول زیر خلاصه شده است:

مقایسه خواص فیزیکی-شیمیایی پروفیلهای پلتروژنی با سایر مواد

کاربردها:کاربرد قطعات پلتروژنی محدوده وسیعی را در بر می‏گیرد:

www.smsm.ir

برچسبها: رضا میراب زاده

چاپ این مطلب: کلیک کنید

(0 لایک)
نظرات (0)
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
نام :
پست الکترونیک :
وب/وبلاگ :
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد
 
تقویم
اردیبهشت 1395
شیدسچپج
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31
آمار
بازدیدکنندگان : 739983