یک راهنمای گام به گام برای سازش انتقال رزین با کمک خلاء برای کامپوزیت های با کارایی بالا

در سالهای اخیر ، تقاضا برای مواد کامپوزیت سبک ، قوی و بادوام در بسیاری از صنایع از جمله انرژی هوافضا ، خودرو ، دریایی و تجدید پذیر افزایش یافته است. این مواد استحکام الیاف مانند کربن یا شیشه را با مقاومت در برابر ماتریس رزین ترکیب می کنند و محصولاتی را ایجاد می کنند که از فلزات سنتی در نسبت های وزن به مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی بهتر عمل می کنند.

یکی از مؤثرترین روشهای تولید برای تولید قطعات کامپوزیت با کیفیت بالا ، قالب گیری انتقال رزین به کمک خلاء (VARTM) است. VARTM یک فرآیند مقرون به صرفه ، مقیاس پذیر و سازگار با محیط زیست را برای ساخت ساختارهای کامپوزیت پیچیده ارائه می دهد. این روش به عنوان روشی است که کیفیت ، بهره وری و امکان سنجی اقتصادی را به ویژه برای قطعات بزرگ یا پیچیده متعادل می کند.

در این مقاله یک راهنمای جامع و گام به گام برای درک و اجرای ارائه شده است VARTM ، به مهندسین ، تولید کنندگان و دانش آموزان کمک می کند تا نحوه عملکرد این فرآیند و چرا ایده آل برای تولید کامپوزیت با کارایی بالا است.

قالب انتقال رزین به کمک خلاء چیست؟

VARTM یک روش تولید کامپوزیت با قدرت بسته است که از فشار خلاء برای تزریق رزین به تقویت فیبر خشک که در داخل قالب قرار دارد استفاده می کند. بر خلاف فرآیندهای سنتی با قیمت باز ، که می تواند رزین را در معرض هوا قرار دهد و نقص ایجاد کند ، VARTM باعث نفوذ کامل رزین ، کاهش حفره ها و بهبود خصوصیات مکانیکی می شود.

اصل اساسی ساده است: الیاف خشک در قالب قرار می گیرند ، سپس با یک کیسه خلاء بسته می شوند. هنگامی که خلاء اعمال می شود ، رزین از طریق الیاف کشیده می شود و آنها را کاملاً اشباع می کند. بخشی در این محیط کنترل شده درمان می شود و در نتیجه یک ساختار کامپوزیت سبک و سبک وزن ایجاد می شود.

چرا VARTM را انتخاب کنید؟

قبل از غواصی در این فرآیند ، ارزش آن را دارد که مزایای کلیدی را که VARTM را بسیار محبوب می کند درک کنید:

• مقرون به صرفه بودن : در مقایسه با قالب گیری انتقال رزین یا فشار خون بالا ، به ابزار و تجهیزات کمتری نیاز دارد.

• کیفیت بهبود یافته : تزریق خلاء جیب های هوا و مناطق غنی از رزین را کاهش می دهد و منجر به قدرت مکانیکی مداوم می شود.

• انعطاف پذیری : مناسب برای قطعات کوچک تا بزرگ و شکل های پیچیده.

• ایمنی محیط زیست : کاهش انتشار آلی بی ثبات (VOC) به دلیل تنظیم قالب بسته.

• بهره وری انرژی : اغلب می تواند در دمای اتاق یا با حداقل گرمایش و کاهش هزینه های انرژی درمان شود.

مرحله 1: آماده سازی قالب

این فرآیند با تهیه قالب شروع می شود که شکل نهایی قسمت کامپوزیت را مشخص می کند. قالب باید تمیز ، عاری از گرد و غبار یا آوار باشد و با یک ماده رهاسازی پوشش داده شود. این عامل انتشار مانع از چسبیدن کامپوزیت درمان شده می شود و باعث می شود حذف آسان بدون آسیب باشد.

قالب های مورد استفاده در VARTM بسته به مقیاس تولید و پیچیدگی ، می توانند از موادی مانند آلومینیوم ، فایبرگلاس یا تابلوهای ابزار کامپوزیت تهیه شوند. کیفیت سطح قالب به طور مستقیم بر ظاهر قسمت نهایی تأثیر می گذارد.

مرحله 2: تقویت تقویت کننده فیبر خشک

پس از آماده شدن قالب ، لایه های تقویت کننده فیبر خشک با دقت در داخل قرار می گیرند. تقویت کننده های متداول شامل فایبرگلاس ، فیبر کربن یا تشک فیبر یا پارچه های آرام است. جهت گیری و تعداد لایه ها به نیازهای مکانیکی قسمت تمام شده بستگی دارد.

برای جلوگیری از چین و چروک یا چین ، الیاف با دقت در موقعیتی قرار گرفته اند ، زیرا اینها می توانند قدرت قسمت را به خطر بیاندازند. این مرحله نیاز به توجه به جزئیات دارد زیرا ترتیب فیبر خصوصیات جهت کامپوزیت ، از جمله سفتی و ظرفیت بارگذاری را تعیین می کند.

مرحله 3: آب بندی با یک کیسه خلاء

پس از گذاشته شدن الیاف خشک ، یک ماده کیسه خلاء انعطاف پذیر روی مونتاژ قالب قرار می گیرد. لبه ها با استفاده از نوار چسبان یا درزگیرهای تخصصی برای ایجاد محفظه هوایی بسته می شوند.

کیسه خلاء ضروری است زیرا فشار را در طول فرآیند حفظ کرده و از نشت رزین جلوگیری می کند. باید با دقت در اطراف محیط قالب بسته شود تا اطمینان حاصل شود که پمپ خلاء می تواند به طور مؤثر هوا را تخلیه کند.

مرحله 4: نصب خطوط رزین و خلاء

قبل از شروع تزریق رزین ، لوله های ورودی رزین و خلاء نصب می شوند. این لوله ها از طریق درگاه ها یا سوراخ های مهر و موم شده در کیسه خلاء متصل می شوند.

ورودی رزین اجازه می دهد تا رزین مایع به تقویت فیبر جاری شود ، در حالی که خروجی خلاء هوا را از بین می برد و رزین را از طریق الیاف ترسیم می کند. طرح این خطوط بسیار مهم است. قرارگیری آنها بر چگونگی گسترش رزین و اشباع لایه های فیبر تأثیر می گذارد.

رسانه های جریان یا لایه های توزیع ممکن است در بالای الیاف اضافه شوند تا به رزین کمک کند تا به طور یکنواخت در قسمت ، به ویژه در بخش های بزرگ یا ضخیم حرکت کند.

مرحله 5: استفاده از خلاء و تزریق رزین

با وجود همه چیز در محل ، پمپ خلاء برای تخلیه هوا از مونتاژ قالب بسته شده فعال می شود. فشار خلاء لایه های فیبر را فشرده می کند ، ضخامت را کمی کاهش می دهد و بخشی را برای تزریق رزین آماده می کند.

پس از ایجاد خلاء پایدار ، رزین در بندر ورودی معرفی می شود. فشار خلاء ، رزین را از طریق الیاف می کشد و از خیس شدن کامل اطمینان حاصل می کند. در طول این مرحله ، نظارت بر جریان رزین و فشار خلاء برای جلوگیری از لکه های خشک یا جمع شدن رزین ضروری است.

سرعت فرایند تزریق به ویسکوزیته رزین ، نفوذپذیری فیبر و ضخامت بخشی بستگی دارد. رزین های با ویسکوزیته پایین راحت تر جریان می یابند و باعث کاهش زمان تزریق می شوند.

مرحله ششم: پخت رزین

پس از آنکه رزین به طور کامل تقویت فیبر را اشباع کرد ، باید برای تشکیل یک کامپوزیت جامد درمان شود. بسته به سیستم رزین ، پخت و پز می تواند در دمای اتاق رخ دهد یا با گرمایش متوسط ​​در یک اجاق گاز تسریع شود.

زمان و دما پخت و پز با مشخصات تولید کننده رزین دیکته می شود. پخت مناسب برای دستیابی به خصوصیات مکانیکی مورد نظر و دوام بسیار حیاتی است.

مرحله 7: Demolding and Finishing

پس از درمان ، کیف خلاء و فیلم انتشار حذف می شوند. قسمت کامپوزیت با دقت از قالب استخراج می شود. به لطف ماده انتشار قالب ، این قسمت معمولاً به راحتی و بدون آسیب از هم جدا می شود.

بسته به کاربرد ، قسمت ممکن است نیاز به پیرایش ، حفاری یا مراحل پایان اضافی مانند شن و ماسه یا نقاشی داشته باشد. قسمت قالب اغلب دارای یک کیفیت صاف و با کیفیت بالا است و نیاز به کار گسترده ای را کاهش می دهد.

نکاتی برای یک فرآیند موفق VARTM

برای دستیابی به نتایج بهینه با VARTM ، در اینجا نکات عملی وجود دارد:

• از مواد با کیفیت استفاده کنید : الیاف درجه بالا و رزین های کم ویسکوزیته جریان و استحکام را بهبود می بخشند.

• حفظ یکپارچگی خلاء : هرگونه نشت موجود در کیسه خلاء می تواند جریان رزین و کیفیت قسمت نهایی را به خطر بیاندازد.

• برنامه رزین را با دقت برنامه ریزی کنید : قرار دادن مناسب درگاه های ورودی/خروجی و رسانه های جریان ، توزیع رزین یکنواخت را تضمین می کند.

• کنترل شرایط محیطی : دما و رطوبت بر ویسکوزیته رزین و درمان تأثیر می گذارد. شرایط پایدار را حفظ کنید.

• اپراتورهای قطار : تکنسین های ماهر می توانند قبل از تأثیرگذاری بر محصول نهایی ، مسائل مربوط به فرآیند را شناسایی و تصحیح کنند.

برنامه های VARTM

VARTM به دلیل تطبیق پذیری و مزایای عملکرد ، در صنایع مختلف استفاده گسترده ای پیدا کرده است.

• هوافضا : تولید پانل های داخلی سبک ، تنیفرها و اجزای ساختاری غیر بحرانی.

• دریایی : ایجاد بدنه های بزرگ و مقاوم در برابر خوردگی قایق و عرشه با سطح عالی.

• خودرو : تولید قطعات قوی و سبک برای عملکرد و وسایل نقلیه برقی.

• انرژی باد : ساخت تیغه های توربین طولانی و قوی که قادر به تحمل استرس محیطی هستند.

• زیرساخت ها : ساخت اجزای پل کامپوزیت ، لوله ها و پوشش های محافظ مقاوم در برابر خوردگی و سایش.

پایان

قالب انتقال رزین به کمک خلاء یک روش تولید نوآورانه و عملی است که کارآیی مقرون به صرفه را با خروجی با کیفیت بالا می آمیزد. توانایی آن در ایجاد قطعات کامپوزیت قوی ، سبک و پیچیده ، آن را در بسیاری از بخش های با کارایی بالا ضروری می کند. با پیروی از راهنمای گام به گام که در بالا ذکر شد ، تولید کنندگان می توانند فرآیندهای VARTM را با اعتماد به نفس پیاده سازی کنند و از کیفیت و قابلیت اطمینان قسمت برتر اطمینان حاصل کنند.

برای شرکت هایی که به دنبال رزین و مواد فیبر قابل اعتماد و با کارایی بالا برای شرکت Vartm ، Changzhou Huake Polymer ، Ltd. راه حل های پیشرفته پلیمری ارائه می دهند که به بهینه سازی فرایند و بهبود خصوصیات کامپوزیت نهایی کمک می کند. همکاری با متخصصانی مانند Changzhou Huake Polymer اطمینان می دهد که شما مواد و پشتیبانی فنی مورد نیاز برای تولید کامپوزیت موفق را دارید.