up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله فرآيندهاي شكل دهي PDF
QR code - فرآيندهاي شكل دهي

فرآيندهاي شكل دهي

فرآيندهاي شكل دهي 1

●لايه گذاري دستي يا hand lay up
در اين روش، ابتدا رها ساز روي سطح قالب اسپري مي شود تا جدا كردن قطعه ساخته شده به سهولت انجام بگيرد. سپس ژل كوت روي آن اعمال مي شود تا سطح قطعه از نظر كيفيت و ظاهر، سطح مطلوبي باشد. آنگاه الياف رو يا درون قالب قرار مي گيرند و رزين با دست روي آنها ريخته شده، توسط قلم و يا غلطك آغشته سازي كامل مي شود. همچنين اين امكان وجود دارد كه الياف ابتدا به رزين آغشته شود و بعد لايه گذاري انجام گيرد. حبابهاي هواي گير كرده در قطعه با حركت قلم يا غلطك و فشار دادن الياف خارج مي شوند. لايه گذاري و آغشته سازي تا رسيدن به ضخامت مورد نظر ادامه مي يابد. قطعه معمولاً در فشار و دماي محيط پخت مي شود. با كاتاليزور و شتابدهنده زمان پخت را مي توان تنظيم نمود.
بيشترين رزينهاي مورد استفاده، پلي استر و اپوكسي مي باشد. پلي استر بدليل قيمت ارزان، در دسترس بودن و سهولت كار، رزين مطلوبي محسوب مي شود. همچنين پلي استر به راحتي با رهاسازهاي استاندارد، از قالب جدا مي شود. به منظور كاهش جمع شدگي قطعه كه منجر به تابيدگي و موجدار شدن سطح مي شود، از فيلرهايي مانند تالك و كربنات كلسيم استفاده مي كنند.
اپوكسي ها گران قيمتند ولي خواص بهتري دارند. رهاسازهاي قالب براي فرمولاسيون ضروري است و در غير اينصورت قطعه به قالب مي چسبد و منجر به مشكلات جداكردن قطعه از قالب، تابيدگي، صدمه به قطعه و حتي قالب مي شود.
در فرمولاسيون هر دو رزين مي توان افزودني هاي ضد شعله يا خود خاموش كن را وارد كرد. اپوكسي بيشتر به خاطر پايداري ابعادي و استحكام بالا استفاده مي شود در حاليكه پلي استر در حجمهاي بالا و در كاربردهاي معمولي استفاده مي شود.
الياف شيشه متداولترين تقويت كننده در كامپوزيتهاي ساخته شده به روش لايه گذاري دستي مي باشند. اين الياف از رشته هاي نازكي كه با سيلان اصلاح سطح شده اند، تشكيل شده اند. سيلان چسبندگي رزين به الياف را بهبود مي بخشد.
در اين فرآيند انواع الياف از قبيل پارچه، نمد، الياف كوتاه و رشته اي استفاده مي شود و شكل الياف خيلي نقش بحراني در اين فرآيند ندارد. ولي البته الياف پارچه اي و نمد بيشتر استفاده مي شود.
لايه گذاري دستي در حدود سالهاي ۱۹۴۰ ابداع شد و مواد و روشها تفاوتهاي چنداني از آن وقت تا كنون نكرده اند، لايه گذاري دستي هنوز وابسته به مهارت كارگر مي باشد. اين فرآيند در ساخت كشتي با موفقيت بكار گرفته شده است.
ساير قطعات ساخته شده به اين روش عبارتند از گنبدها(radomes)، كانالهاي آب، استخر، تانكر، ميز و صندلي، تجهيزات محيطهاي خورنده، قطعات خودرو، اطاقك و خانه هاي پيش ساخته، صفحات صاف و موجدار، نمونه سازي و قالبهاي كامپوزيتي.
مهمترين امتيازات سيستم هاي پلي استر يا اپوكسي در روش لايه گذاري دستي عبارتند از: سهولت ساخت، ارزاني ابزار كار، رنگ آميزي هاي مختلف، خواص مناسب براي كاربردهاي مورد نظر، امكان ساخت قطعات بزرگ
يك فرآيندساده لايه گذاري دستي، روي يك قالب نر يا درون قالب ماده امكان پذير است. انتخاب قالب بستگي دارد به اين دارد كه كدام طرف قطعه از نظر ظاهري داراي اهميت است. اگر سطح بيروني مهم باشد از قالب ماده استفاده مي شود و اگر سطح داخلي اهميت داشته باشد از قالب نر.
اگر كيفيت بالاي سطح مورد نظر باشد، يك لايه از رزين داراي كاتاليزور روي قالب اسپري مي شود و اجازه مي يابد تا نيم پخت شود. اين لايه رزيني ژل كوت ناميده مي شود و يك لايه محافظ غير قابل نفوذ روي الياف تشكيل مي دهد. رزينهاي ژل كوت براي اينكار فرموله مي شوند تا منعطف بوده، در برابر تاول و تخريب مقاوم باشند.
سطح ديگر كامپوزيت معمولا زبر مي باشد ولي با بكار گيري يك سلفون يا فيلمي از جنس پلي وينيل الكل يا مواد مشابه، كمي با كيفيت تر مي شود. مواد زيادي براي ساخت قالب استفاده مي شوند از جمله چوب، پلي استر، اپوكسي، لاستيك و فولاد.
روش پيش آغشته مي تواند به عنوان ادامه روش لايه گذاري دستي در نظر گرفته شود. در اين فرايند الياف با رزين فرمول شده آغشته مي شود. تقويت كننده معمولا بصورت نوارهاي تك جهته از الياف يا پارچه بافته شده مي باشد و به منظور سهولت حمل و نقل و انبار، نيم پخت مي شوند. پيش آغشته نيم پخت، چرم مانند است و كمي چسبنده، بنابراين لايه ها روي شكل هاي پيچيده سر نمي خورند و مي توانند شكل برجستگي هاي قالب را به خود بگيرند و در نتيجه شكل هاي پيچيده به دقت قابل قالبگيري مي باشند.
از آنجا كه فرمولاسيون رزين در پيش آغشته داراي شروع كننده مي باشد، داراي تاريخ مصرف مي باشد و پيش از چند روز يا چند هفته نمي توان آنرا در دماي اطاق نگهداري نمود. بنابراين آنها را در فريزر نگهداري مي كنند تا تاريخ مصرف آنها به يك سال و يا حتي بيشتر برسد.معمولاً پيش آغشته ها با تجهيزات ساخت مخصوص ساخته مي شوند تا درصد رزين و الياف كنترل شود. آغشته سازي كامل الياف با رزين مشكل نواحي آكنده از رزين( resin reach ) و عاري از آن را حل مي كند. در نتيجه همگوني بهتري نسبت به لايه گذاري دستي حاصل مي شود. بنابراين از پيش آغشته در جاهايي استفاده مي شود كه كارايي قطعه حساس است. تقريبا تمام رزينهاي مورد مصرف صنايع كامپوزيت، به شكل پيش آغشته نيز وجود دارند.
●پاشش رزين (spray up)
در تلاش براي افزايش اتوماسيون فرآيند دستي، روشهاي مختلف پاشش رزين ابداع شده اند. اين روشها با كاربرد رشته هاي (roving) ارزانتر، كاهش زمان اعمال رزين و آغشته سازي الياف و به حداقل رساندن اتلاف مواد، قيمت كلي كامپوزيت حاصل را كاهش مي دهند.
در فرآيند پاشش رزين، الياف و رزين بطور همزمان رو يا درون يك قالب پاشيده مي شوند. الياف رشته اي به يك خردكن وارد شده و بعد داخل جريانِ رزين همراه كاتاليست قرار مي گيرند. رزين و كاتاليست ممكن است دريك تفنگ پاشش (spray gun) و يا از دو تفنگ پاشش وارد شوند و در هر حال وقتي به قالب مي رسند، با هم مخلوط شده اند. سيستم پاشش ممكن است با هوا باشد. به منظور سهولت كار با دستگاه، معمولا تفنگ پاشش به يك ميله متحرك آويزان است.
پس از پاشش رزين و الياف و نشستن آنها روي قالب، از الياف آغشته به رزين، حبابهاي هوا توسط غلطك كاري خارج مي شوند و الياف كاملا خوابانده مي شوند و سطح صاف مي شود. لايه هاي بعدي رزين و الياف را نيز مي توان تا رسيدن به ضخامت مطلوب اعمال نمود. سپس قطعه را در فشار و دماي محيط پخت مي كنند، هر چند مي توان با اعمال حرارت، پخت را سريع كرد.
رزينهاي مورد استفاده دراين فرآيند معمولا پلي استر و اپوكسي هستند. با پاشش ژل كوت روي قالب مي توان يك سطح نهايي عالي ايجاد كرد.
طي فرآيند پاشش رزين، به منظور افزايش مقاومت در يك جهت يا محل خاص مي توان الياف پارچه اي را به آن اضافه نمود. قالب هاي فرآيند مي توانند از جنس چوب، وينيل پلي استر، اپوكسي، لاستيك و يا فولاد باشند.
فرآيند پاشش رزين براي حجم توليد كم تا متوسط ايده آل است. بخصوص براي ساخت قطعات بزرگ بسيار مناسب است. علاوه بر اين، انتخاب لايه گذاري دستي يا پاشش رزين بستگي به خواص مكانيكي و محدوديتهاي فرايند دارد. خواص مكانيكي لايه گذاري دستي، به دليل پيوسته بودن الياف، بالاتر است. مزاياي هر دو روش بسيار شبيه هم است. فرآيند پاشش رزين هنوز براي توليد وان حمام، اطاقك دوش، قطعات اتومبيلهاي تفريحي، اطاق و سقف كاميون، صفحات بزرگ، اطاقك نگهباني و خانه پيش ساخته، اثاثيه منزل و قطعات معماري استفاده مي شود، اگر چه فراگيري اين فرآيند توسط ساير روشهاي شكل دهي مانند آر تي ام تحت الشعاع قرار گرفته است.
●آميزه هاي قالبگيري (SMC, BMC, Compression Molding)
بطور كلي آميز ه قالبگيري را مي توان مخلوطي از رزين، مواد پركننده، الياف تقويت كننده، آغازگر، رها ساز، رنگدانه، پايدار كننده و ديگر مواد افزودني دانست. اين آميزه ها معمولاً به شكلي كه مناسب براي قالبگيري نهايي است توليد مي گردند. بسته به شكل آميزه فرآيند قالبگيري مي تواند فشاري، ترزيقي و يا انتقالي باشد. كاربرد گستردهٔ اين مواد به بهاي نسبتاً پائين و امكان بهينه سازي خواص آنها جهت كاربردهاي ويژه نسبت داده مي شود. آميزه هاي قالبگيري بر پايه اغلب رزين هاي گرما سخت وجود دارند اما آميزه هاي بر پايهٔ رزين پلي استر غير اشباع سهم عمده را بخود اختصاص مي دهند لذا در اينجا تأكيد روي آنها بوده است.
الف)آميز ه قالبگيري ورقه اي :
اين آميزه ورقه اي چرم – مانند با ضخامت ۵ ۳ ميلي متر ازمواد است كه بين دو فيلم نازك از پلي اتيلن عرضه مي گردد (اين فيلم ها قبل از قالبگيري آميزه برداشته مي شوند). ماده مورد استفاده در اين آميزه مخلوطي از الياف شيشه بريده شده و خميري از پلي استر غير اشباع مي باشد. يك تركيب درصد نمونه از اين خمير درجدول ۲ آورده شده است. در اين جدول ۷۰% وزني SMC را خمير تشكيل مي دهد و ۳۰% باقيمانده را الياف شامل مي شود.

گاه کلي فرمالدئيد ، گازي با بوي تند است. اين ترکيب ساده‌ترين عضو گروه آلدئيدها بوده ، فرمول شيميايي آن HCHO است. فرمالدئيد اولين بار توسط دانشمند روسي ...

ما در خانه برخي مواد را نگهداري و مرتبا مورد مصرف قرار مي دهيم که در حقيقت سمي بوده و براي سلامت ما و محيط زندگي مان مضرند، اما به دليل ناآگاهي احتياط ...

بچه دهي Swarming))صفتي ژنتيکي است که طي آن جمعيت کلني به دو بخش مساوي تقسيم مي گردد. اين عمل زنبوران عسل از نظر اکثر پرورش دهندگان صفتي نا مطلوب بشمار ...

يادگيري اساس رفتار افراد را تشکيل ميدهد. از طريق يادگيري فرد با محيط خود آشنا ميشود و از محيط براي تأمين احتياجات خود استفاده ميکند، گاهي محيط را تحت ...

پسته گياهي دو پايه و گل هاي نر و ماده به صورت خوشه و بطور جانبي بر روي شاخه هاي يك ساله ظاهر مي شوند. هر خوشه حاوي تعداد زيادي گل مي باشد. توليد جوانه ...

در کنار روش هاي کشش عميق روش هاي پيچيده ديگري نيز وجود دارند – ( بالشتک لاستيکي- هيدرو فرمينگ – شکل دهي انفجاري- شکل دهي الکترو مغناطيسي از اين دسته ا ...

جوشکاري يکي از روشهاي توليد مي باشد. هدف آن اتصال دايمي مواد مهندسي (فلز، سراميک، پليمر، کامپوزيت) به يکديگر است به گونه اي که خواص اتصال برابر خواص م ...

● مقدمه: آلياژهاي سبك وزن و مقاوم به حرارت پايه TiAl به عنوان نسل بعدي مواد ساختاري بحساب آمده و تحقيقات بسياري روي آنها انجام مي شود. تنها كاربرد تجا ...

دانلود نسخه PDF - فرآيندهاي شكل دهي