RTM ﻦﯾزر ﯽﻟﺎﻘﺘﻧا يﺮﯿﮕﺒﻟﺎﻗ ﺪﻨﯾآﺮﻓresearch.iaun.ac.ir › pd › shahrajabian › pdfs › UploadFile_9132.pdf · (rtm) ﻦﯾزر ﯽﻟﺎﻘﺘﻧا

(RTM)فرآیند قالبگیري انتقالی رزین

فرآیندRTM این . براي ساختن قطعات از کوچک تا بزرگ مناسب است.فرآیند در صنایع خودرو، هواپیما، و کاالهاي مصرفی استفاده می شود

قطعاتی مانند کاله ایمنی، درها، چوب هاکی، چهارچوب دوچرخه، پره هايتوربین بادي، بدنه ماشینهاي ورزشی، پنل هاي اتومبیل و قطعات هواپیما با

.این روش ساخته می شوند.این روش ساخته می شوند

65

Dr. Hamzeh Shahrajabian-IAUN

66


67


68


69


مواد خام پایه

در این روش از پارچه و الیافهاي پیش فرم)thermoformable mat, conformal mat, braided mat ( به عنوان تقویت کننده استفاده می

. شود

Thermoformable mat : این مت ها توسط توزیع تصادفی الیافهاي پیوستهپیچ و تاب خورده درون یک فیلم حامل متحرك یا تسمه و سپس آغشته کردن آنها پیچ و تاب خورده درون یک فیلم حامل متحرك یا تسمه و سپس آغشته کردن آنها

. رزین مورد استفاده معموالً گرمانرم است. با رزین تولید می شود

Conformal mat : در این مت ها پارچه ها یا مت ها حاوي الیافهاي خرد شدهدرون ماده استفاده spun-bonded coreروي الیه خارجی قرار داده شده و از

از ماهیچه براي ایجاد منطقه با . این الیه ها به همدیگر بخیه زده می شوند. می شود.نفوذ پذیري پایین استفاده می شود

70


71


72


73


74


75


76


روش اعمال فشار و گرما

فشار در روشRTM فشار تزریق بین . از طریق فشار تزریق تامین می شود.کیلوپاسکال است 690تا 69

کیلوپاسکال حفظ می 69تا 14بعد از پر شدن قالب فشار در محدوده بین.شود

77


پس از پخت قطعه از داخل قالب درآورده می شود.

78


RTMمزایاي فرآیند

هزینه سرمایه اولیه در مقایسه با روش فشاري کمتر است .

تولید با تلرانس نزدیک قطعه امکان پذیر است.

تولید قطعات پیچیده تا تولید متوسط با این روش امکانپذیر است.

سطوح قطعه داراي کیفیت سطح مناسب است.

.امکانپذیر است% 65درصد حجمی الیاف تا امکانپذیر است% 65درصد حجمی الیاف تا.

طیف وسیعی از تقویت کننده ها در این روش استفاده می شوند.

انتشار مواد شیمیایی در این روش کم است.

دور ریز مواد کم است.

امکان اتوماسیون شدن فرآیند وجود دارد.

79


RTMمحدودیتهاي روش

براي تولید قطعات پیچیده نیاز به آزمایشات سعی و خطا براي رسیدن به.بهترین شرایط است

هزینه قالب و ابزارآالت این روش نسبت به روش دستی و اسپري بیشتر است.

طراحی قالب پیچیده است.

80


RTMانواع دیگر فرآیند

VARTM

SCRIMP (Seemann Composite Resin Infusion Molding Process)

81


VARTM فرآیند

از این روش براي ساختارهاي بزرگ مانند بدنه قایقها استفاده می شود.

هزینه قالب نصف روشRTM است زیرا از یک نیمه قالب استفاده می شود.

الیاف روي یک نیمه قالب قرار داده شده و سطح قالب با یک کاور پوشانده. با ایجاد خال رزین داخل قالب کشیده می شود. شده و آب بندي می شود

1: مزایاي این روش نسبت به روش دستی براي تولید بدنه قایق عبارتند از- 1: مزایاي این روش نسبت به روش دستی براي تولید بدنه قایق عبارتند از- درصد حجمی الیاف تا -2. انتشار استایرن به بیرون نزدیک یه صفر است

.می تواند باشد از اینرو تولید قطعات با استحکام باال قابل تولید هستند% 70

82


SCRIMPفرآیند

این یک فرآیند مخصوص قطعات در اندازه متوسط تا بزرگ بوده و مشابه

. است VARTMفرآیند

اینچ جیوه براي فشرده ساختن 29تا 27در این فرآیند، در ابتدا خال بین.الیه ها به یکدیگر و سپس تزریق رزین بین الیه ها استفاده می شود

در این روش فشرده سازي الیافها قبل از آغشته شدن آنها و ماهیچه به رزین در این روش فشرده سازي الیافها قبل از آغشته شدن آنها و ماهیچه به رزین.اتفاق می افتد بنابراین وجود حباب در این روش از بین می رود

از این روش براي تولید پره . کاربرد عمده این روش در صنایع دریایی استهاي توربین بادي، دیشهاي ماهواره، واگن هاي راه آهن، بدنه هاي ماشینهاي

.سفارشی و قعطات هوافضا استفاده می شود

مهمترین مزیت این روش نسبت به روشwet lay-up در کنترل وزن و.عدم انتشار استایرن است

83


84


فرآیند قالبگیري تزریقی برهمکنشی ساختاري

(SRIM)

این روش شبیه روشRTM است اما نوع رزین و روش ترکیب رزین قبل از.تزریق با هم تفاوت دارند

در این روش دو رزینA وB با سرعت خیلی باال قبل از تزریق ترکیب میمتر بر ثانیه با محفظه اختالط 200تا 100رزین با سرعت بین . شوند

مگاپاسکال است اگر 40تا 10فشار برخورد با دیواره بین . برخورد می کند مگاپاسکال است اگر 40تا 10فشار برخورد با دیواره بین . برخورد می کندفشار کم تزریق به دلیل . مگاپاسکال است 1چه فشار تزریق در قالب کمتر از

.از بین نرفتن الیاف است

رزین مورد استفاده در این روش داراي ویسکوزیته خیلی پایین است مانند.پلی ایزوسیانات

85


86


کاربردهاي عمده

این فرآیند در جایی استفاده می شود که تولید باال و هزینه پایین مدنظر.باشد

دقیقه تولید می 5تا 1قطعات ساخته شده به این روش در مدت زمان بین.شوند

از این روش در صنایع خودرو استفاده شده است . از این روش در صنایع خودرو استفاده شده است .

87


مواد اولیه مورد استفاده

در این روش از تقویت کننده هاي کوتاه و بلند به خصوص از جنس شیشه.استفاده می شود

رزین پلی (رزین هاي مورد استفاده در این روش رزین هاي با پایه پلی اورتان. هستند) ایزوسیانات

100تا 10(ویسکوزیته رزین در این روش باید کم cp (در حالیکه در . باشد 100تا 10(ویسکوزیته رزین در این روش باید کم cp (در حالیکه در . باشدRTM 1000تا 100ویسکوزیته بینcp است .

نرخ برهمکنش رزین در این روش خیلی سریعتر از پلی استر و وینیل استر

.استفاده می شود RTMاست که در روش

88


گامهاي اساسی فرآیند

پیش فرم آماده شده یا خریداري می شود.

عامل جدا کننده روي قالب مالیده می شود.

قالب کلمپ می شود.

شیلنگ ورددي رزین به پورت ورودي قالب بسته می شود.

.قالب پیش گرم می شود قالب پیش گرم می شود.

رزین ترکیب می شود.

رزین داخل قالب تزریق می شود.

بعد از پخت رزین قالب باز می شود.

قطعه کامپوزیتی از داخل قالب خارج می شود.

89


SRIMمزایاي روش

براي تولید انبوه با هزینه کم مناسب است، به خصوص صنایع خودرو.

قطعات کوچک تا بزرگ پیچیده با این روش قابل تولید هستند.

90


SRIMمحدودیتهاي روش

سرمایه اولیه باال است.

هزینه قالب باال است.

است% 40حداکثر درصد حجمی الیاف.

91


COMPRESSION)قالبگیري فشاري MOLDING)

این روش در صنایع خودروسازي بسیار رایج است به خصوص براي تولید پنل.هاي بزرگ خودرو

مواد اولیه خام رایج این روشSMC وBMC هستند.

از این روش همچنین براي تولید پنل هاي ساختاري با استفاده از پریپرگ.کاربرد دارد.کاربرد دارد

در قالبگیري فشاريSMC قطعه در یک قالب فوالدي در یک عملیات ،.تولید می شود

این روش نسبت به فرآیند ورقکاري(sheet stamping) دارايسوراخها، فلنج ها و ضخامت هاي -2کاهش هزینه، -1: مزیتهایی از قبیل

غیر یکنواخت در طول قالبگیري تولید می شوند بنابراین نیاز به عملیاتهاي .ثانویه مانند جوشکاري، سوراخکاري و ماشینکاري نیست

92


کیفیت سطح قطه تولید شده به این روش خوب بوده و کالسA به . است% 30منظور رسیدن به بهترین کیفیت سطح درصد الیاف نباید بیشتر از

.باشد

93


SMCعیوب ایجاد شده در قالبگیري فشاري

عیوب روي سطح بیرونی

کیفیت سطح نامناسب١.

.٢Fiber read troughs

عیوب روي سطح درونی

ناشی از گیر افتادن هوا: تخلخل١. ناشی از گیر افتادن هوا: تخلخل١.

ترك هاي بین الیه اي که در پایان قالبگیري به خاطر فشار گاز زیاد داخل : تاول٢..قطعه ایجاد شده است

.هنگتمی که دو جبهه مذاب به همدیگر میرسند ایجاد می شود: خطوط جوش٣.

سطح مقطع هاي متفاوت در . ناشی از تنش هاي پسماند است: تاب برداشتن۴.قطعه داراي نرخ سرد شدن متفاوت هستن که باعث ایجاد تنش هاي پسماند در

.قطعه می شود

94


طراحی قالب

چون شارژ در ته نیمه پایینی قالب . قالب داراي دو نیمه نري و مادگی است

هوا و رزین . نیست RTMقرار می گیرد، نیاز به پرت ورودي مانند روش ).شکل پایین(اضافی از محل خط جدایش خارج می شوند

95


لبه برشی(shear edge) نیاز به برش لبه ها(edge trimming) را.کاهش داده و بنابر این قطعه تولیدي تقریباً همان قطعه مورد نظر است

قبل از رسیدن جبهه جریان به خط جدایش، لبه برش بسته می شود بنابراین.به تقویت کننده اجازه فرار نمی دهد

بلوك توقف(stop block) به منظور جلوگیري از آسیب به قالب در طول.بسته شدن قالب طراحی شده است

جنس قالب معموالً از فوالد و نیکل و کروم براي بهبود کیفیت سطح قطعه و.افزایش مقاومت به سایش قالب است.افزایش مقاومت به سایش قالب است

مگاپاسکال است 30تا 2فشار داخل قالب بین.

96


مزایاي قالبگیري فشاري

براي تولید انبوه مناسب است.

تولید تقریبا ارزان است زیراSMC ارزان است.

کیفیت سطح قطعه خوب است.

چند قطعه داخل یک قالب قابل تولید هستند.

97


محدودیتهاي قالبگیري فشاري

سرمایه اولیه فرآیند باال است.

براي تولید کم مناسب نیست.

قالبگیري فشاريSMC قطعات غیر ساختمانی تولید می کند، که البته با.و سفت کننده قطعات ساختمانی قابل تولید هستند ribبکرگیري

98


قالبگیري تزریقی کامپوزیتهاي گرماسخت

این روش معموالً براي گرمانرمها استفاده می شده است اما براي گرماسخت.ها نیز موفقیت آمیز بوده است

در این روش میزان ثابتی از ماده داخل قالب پیش گرم شده تزریق می شود .معموالً عمل پخت . پس از پخت رزین قالب باز شده و قطعه پران می شود

.ثانیه طول می کشد 60تا 30بین .ثانیه طول می کشد 60تا 30بین

این روش در مقایسه با روشهاي دیگر کمترین زمان تولید را دارد.

99



از این روش در تولید انبوه استفاده می شود.

قطعات ماشین : قطعاتی که معموالً به این روش تولید می شوند عبارتند ازدوزندگی، ابزارآالت برقی کوچک، موتورهاي کوچک لوازم خانگی، فیوزهاي

....الکتریکی و

شیشه جایگزین فیوزهاي سرامیکهاي ترد با صرفه -کامپوزیتهاي پلی استر شیشه جایگزین فیوزهاي سرامیکهاي ترد با صرفه -کامپوزیتهاي پلی استر

. هزینه شده اند% 20جویی

100


101


تولید قطعه

،براي تولید به این روشBMC ها داخل قیف دستگاه تزریق تغزیه شده و.سپس داخل قالب تزریق می شوند

102


پس از تزریق، فشار روي ماده حفظ شده تا مواد به داخل محفظه دستگاهثانیه، قطعه از داخل 60تا 30پس از پخت قطه با مدت زمان بین . برنگردند

.قالب پران می شود

103


تولید فیوز الکتریکی به روش تزریق

ابتداBMC ها داخل قیف دستگاه تغزیه شده و پارامترهاي فرآیند مطابقدستگاه روشن شده و تا رسیدن . جدول زیر به کامپیوتر دستگاه داده می شود

پس از رسیدن به دماي مورد نظر و . مواد به دماي مورد نظر کار می کندکاهش ویسکوزیته مواد، ماشین آماده تزریق شده و عمل تزریق انجام می

.شود.شود

104


درجه سانتیگراد حفظ شده تا عمل پخت رزین 155دماي قالب و رانر حدود.انجام شود

ثانیه، قطعه و رانر جامد شده و آماده پران می شوند 25بعد از مدت زمان ..دماي قالب بیشتر از دماي محفظه ماشین است

105


روشهاي تولید موادکامپوزیتی با پایه گرما نرم

نوار پیچی گرمانرم ها(tape winding)

پولتروژن گرمانرم ها

قالبگیري فشاريGMT

تکنیک پرس داغ

فرآوري اتوکالو فرآوري اتوکالو

فرآیند شکل گیري دیافراگم

قالبگیري تزریق

106


هانوار پیچی گرمانرم

به این فرایندfilament winding در این فرآیند . نیز گفته می شودبه جاي نوار از الیاف نیز . پریپرگ گرمانرم به دور مندرل پیچیده می شود

.استفاده می شود

107


گرما و فشار به منظور ذوب و تثبیت در نقطه تماس رولر و مندرل اعمال می. شود

رشته پیچی گرماسخت ها نیاز به تبحر کمتري نسبت به گرمانرم ها دارد و

.همچنین کیفیت انجماد بدست آمده خیلی بیشتر است

108


کاربردهاي عمده استفاده از این روش براي تولید قطعات الگو مناسب است، و به طور خیلی

.گسترده در کاربردهاي تجاري مورد استفاده قرار نمی گیرد

از این تکنیک براي تولید ساختارهاي تیوبی از قبیل چهارچوب دوچرخه و.تیوبهاي پرتاب ماهواره استفاده می شود

109



نوارهاي پریپرگ ساخته شده از تقویت کننده هایی از قبیل کربن، شیشه و

، پلی فنیلین (PEEK)آرامید و رزین هایی از قبیل پلی اتر اتر کتون و (PP)، پلی پروپیلن (PEI)، پلی اتر ایمید 6، نایلون (PPS)سولفاد

.در این روش استفاده می شوند (PMMA)پلی متیل متاکریالت

بیشترین کاربرد را پریپرگهاي کربن/PEEKنایلون و کربن/، کربن/PPS بیشترین کاربرد را پریپرگهاي کربن/PEEKنایلون و کربن/، کربن/PPS . دارد

میلیمتر تا 6,3میلیمتر و پهناي بین 0,127پریپرگها داراي ضخامت حدود.میلیمتر هستند 50,8

110


111


112


113


114


115


مزایاي نوارپیچی گرمانرمها

این روش نسبت به رشته پیچی گرماسختها تمیز تر است.

سطوح مقعر قابل تولید است.

ساختارهاي گامپوزیتی ضخیم و بزرگ بدون قطع فرآیند قابل تولید است.

انتشار استایرن وجود ندارد.

.نیست) مثالً پخت در آون(نیاز به فرآیند ثانویه نیست) مثالً پخت در آون(نیاز به فرآیند ثانویه.

116


محدودیتهاي نوارپیچی گرمانرمها

فرآیند به خاطر نیاز به منب گرمایی موضعی و غلتک تثبیت پیچیده است.

نیاز به سرمایه اولیه باالیی است.

رسیدن به یک قطعه جامد خوب یک چالش اساسی در این فرآیند است.

کیفیت محصوالت بدست آمده در این روش نسبت به محصوالت رشته پیچیدر طول رشته پیچی هلیکال بین نوارها تخلخاها . گرماسختها نامرغوبتر است در طول رشته پیچی هلیکال بین نوارها تخلخاها . گرماسختها نامرغوبتر است

.و حفره هایی بوجود می آید

هزینه مواد خام در این روش نسبت به رشته پیچی گرماسختها خیلی بیشتر

.است

117


فرآیند پولتروژن گرمانرمها

در این فرآیند الیاف هاي . این فرآیند شبیه پولتروژن گرماسخت ها استمخلوط شده یا پریپرگهاي گرمانرم از میان قالب اکسترود شده تا محصول

.نهایی بدست آید

به خاطر ویسکوزیته باالي مواد گرمانرم نیاز به نیروي باالیی است.

کیفیت سطح محصوالت بدست آمده در این روش نسبت به گرماسخت ها کیفیت سطح محصوالت بدست آمده در این روش نسبت به گرماسخت ها

.بدتر است

118



این روش به خاطر کیفیت سطح نامرغوب، آغشته سازي ضعیف، و مشکالتدر تولید نسبت به گرماسختها زیاد مورد توجه کاربردهاي تجاري قرار نگرفته

.است

،مواد مرکب گرما نرم براي کاربردهاي که به شکل پذیري، چقرمگی باالقابلیت بازیافت، قابلیت تعمیر شدن و و کارایی باال نیاز باشد استفاده می قابلیت بازیافت، قابلیت تعمیر شدن و و کارایی باال نیاز باشد استفاده می

.شود

119


120


ابزارسازي

قالب پولتروژن براي . در این روش از قالبهاي فوالدي استفاده می شودگرمانرمها شیب قابل توجهی در ورودي به خاطر فشرده سازي مواد و داشتن

.دماي باالتر دارد

طول قالب به خاطر سیکل زمانی کوتاهتر خیلی کمتر از گرماسختها است ..زیرا مواد گرما سخت براي پخت نیاز به زمان بیشتري دارند.زیرا مواد گرما سخت براي پخت نیاز به زمان بیشتري دارند

قالب از دو قسمت ساخته می شود یکی براي گرم کردن و دیگري براي سرد.قسمت سرد داراي سطح مقطع ثابتی است. کردن

121


مزیتهاي پولتروژن گرمانرمها

پولتروژن گرماسخت ها محدود به پلی استر و وینیل استر است در حالیکه در

,PP, nylon, PPS, PEEKاین روش طیف وسیعی از مواد شامل polyurethane, PEI و غیره می شود.

پولتروژن گرمانرمها در جاییکه انعطاف پذیري و تعمیرپذیري مهم باشد.موثرتر است.موثرتر است

ند محیط دوست است و هیچگونه انتشار استایرن وجود نداردفرآ.

قطعه به راحتی قابل بازیافت است.

122


محدودیتهاي روش پولتروژن گرمانرمها

تولید قطعه به این روش به دلیل نیاز به دما و فشار باال مشکل ست.

کیفیت سطح محصوالت نسبت به گرماسختها بدتر است.

به همین دلیل . ویسکوزیته مواد باال است و به راحتی جریان پیدا نمی کنند.تولید سطح مقطعهاي پیچیده مشکل است

نیاز ب سرمایه اولیه باالیی است. نیاز ب سرمایه اولیه باالیی است.

هزینه مواد خام اولیه نسبت به گرماسخت ها بیشتر است.

123


هاGMTقالبگیري فشاري

قالبگیري فشاريGMT خیلی شبیه به ) مت هاي گرمانرم حاوي شیشه(هابزرگترین تفاوت دو روش در نوع مواد اولیه . است SMCقالبگیري فشاري

.است

این فرآیند دو تا سه برابر سریعتر از قالبگیري فشاريSMC ها است.

124



ثانیه است 60روشی موثر براي تولید قطعات بزرگ در کمتر از.

از این فرآیند براي تولید سپر، داشبورد و سایر قطعات خودرو استفاده می

.شود

125


126


127


128


129


130


GMTمزایاي روش قالبگیري فشاري

یکی از سریعترین تکنیکها براي تولید قطعات کامپوزیتی است.

به خاطر بهره وري باالي فرآیند ابزار و نیروي کار کمتري نیاز است.

131


GMTمحدودیتهاي روش قالبگیري فشاري

سرمایه اولیه زیادي نیاز است.

فرآیند محدود به تولید انبوه است.

درصد 30تا 20به خاطر ویسکوزیته باالي رزین، درصد حجمی الیاف بین.است

صافی سطح قطعات متوسط است. صافی سطح قطعات متوسط است.

132


تکنیک پرس داغ

در این فرآیند . این فرآیند مشابه با فرآیند شکل دهی ورق هاي فلزي استپریپرگهاي گرمانرم روي همدیگر انباشته شده و سپس درون قالب داغ قرار

.داده می شوند

بر خالفGMT پریپرگها در این روش داراي الیاف هاي پیوسته تک جهته ،.هستند.هستند

درصد است 60درصد حجمی الیاف تا بیش از.

133



این فرآیند براي تولید اشکال ساده مانند الیه هاي مسطح استفاده می شود .از این فرآیند براي تولید . این فرآیند داراي کاربردهاي تجاري مهمی نیست

.قطعات با ضخامت ثابت استفاده می شود

134


مواد خام مورد استفاده

مواد خام مورد استفاده این روش پریپرگهاي گرمانرم با الیاف تک جهته.هستند

الیاف کربن باPEEK و الیاف کربن باPPS بطور گسترده در این روش.استفاده می شوند

از پلیمرهایی . به جاي الیاف کربن از شیشه، کلوار نیز می توان استفاده کرد از پلیمرهایی . به جاي الیاف کربن از شیشه، کلوار نیز می توان استفاده کرد

.، نایلون و برخی پالستیکهاي دیگر نیز استفاده می شودPPمانند

135


136



دما بر روي گیج دما تنظیم شده و هیتر روشن می شود.

قالب تمیز شده و عوامل جداکننده بر روي آن مالیده می شود.

پریپرگها به شکل ها و اندازه مختلف بریده می شوند.

پریپرگها با نقطه جوش روي همدیگر قرار می گیرند.

.الیه ها درون قالب قرار داده شده و سپس قالب بسته می شود الیه ها درون قالب قرار داده شده و سپس قالب بسته می شود.

قالب بین دو صفحه گرم شده قرار می گیرد.

صفحه پایینی به سمت باال حرکت می کند.

با حرکت صفحه پایینی فشار مورد نظر ایجاد می شود.

دما تا نقطه ذوب ماده پلیمري افزایش می یابد.

137


دقیقه در این دما و فشار نگهداري می شوند 10تا 4الیه ها بین.

درجه سانتیگراد بر دقیقه خنک می شود 10تا 2قالب با نرخ.

با حرکت صفحه پایینی به سمت پایین فشار برداشته می شود.

قالب از پرس جدا می شود.

قطعه از قالب خارج می شود.

138


مزیتهاي تکنیک پرس داغ

درصد حجمی باالي الیاف در این روش می تواند استفاده شود.

قطعات کوچک تا بزرگ تولید می شود.

قطعه قابل بازیابی است.

139


محدودیتهاي تکنیک پرس داغ

فرآیند محدود به قطعات ساده و مسطح است و از نظر تجاري محبوبیتی.ندارد

قطعات ضخیم به راحتی با این روش قابل تولید نیستند.

تولید قطعات عاري از تابیدگی در این روش یک چالش اساسی است.

140


فرآوري اتوکالو

پریپرگها درون قالب قرار داده شده و با نقطه جوش از عدم حرکت آنها نسبت.به هم مطمئن می شویم

سپس کل مونتاژ درون کیسه خالء قرار داده شده و درون اتوکالو قرار داده. می شود

این روش شبیه روش پرس داغ است اما نحوه اعمال فشار و و گرما متفاوت این روش شبیه روش پرس داغ است اما نحوه اعمال فشار و و گرما متفاوت

.است

141



این روش در ابتدا در صنایع هوافضا براي تولید قطعات چقرمه استفاده می.شد

شرکت کامپوزیتیFRE از این روش براي تولید بازوهاي رباط براي 72اینچ قطر و 18بازوي این رباطها داراي . ایستگاههاي فضایی استفاده کرد

.اینچ طول هستند.اینچ طول هستند

142


مواد خام

بیشترین کاربرد را در این روش پریپرگهاي الیاف کربن/PEEK و الیاف، نایلون و PPالیاف شیشه و کلوار با پلیمرهایی از قبیل . دارند PPS/کربن

.غیره نیز استفاده می شود

143



قالب تمیز شده و آغشته به عوامل جداکننده می شود.

پریپرگها به شکل و اندازه مورد نظر بریده می شود.

پریپرگها روي یکدیگر قرار داده شده و نقطه جوش می شوند.

قالب درون کیسه خالء قرار می گیرد.

.کل سیستم درون اتوکالو قرار می گیرد کل سیستم درون اتوکالو قرار می گیرد.

خالء درون کیسه اعمال می شود.

دما و فشار افزایش می یابد.

بع از تولید قطعه قالب سرد می شود.

خالء برداشته شده و قطعه خارج می شود.

144


مزیتهاي فرآیند اتوکالو

براي تولید قطعات کامپوزیتی با درصد حجمی الیاف باال مناسب است.

تولید هر زاویه الیاف امکان پذیر است.

ساده است.

مناسب است) نمونه(براي قطعات الگو.

.طراحی ابزار ساده است طراحی ابزار ساده است.

145


محدودیتهاي فرآیند اتوکالو

به خاطر فقدان تماس مناسب بین پریپرگها، چیدمان آنها به نیروي کار.حساس است

سرمایه اولیه باالیی نیاز است.

فرآوري کامپوزیتهاي گرمانرم نسبت به گرماسخت مشکل است.

146


فرآیند شکل دهی دیافراگم

برخالف روشهاي قبل از این روش براي تولید کامپوزیتهاي گرماسخت.استفاده نمی شود

در این روش پریپرگهاي به صورت ورق هاي کامپوزیتی بین دو دیافراگمانعطاف پذیر قرار می گیرند و سپس تحت فشار و دما روي قالب مادگی شکل

.می گیرند.می گیرند

147



چند محقق روي . این فرآیند تا حاال مورد توجه کاربردهاي تجاري نبوده است.این فرآیند براي تولید قطعات پیچیده مانند کاله ایمنی و غیره کار کرده اند

148


مواد خام

موادي که بیشتر در این روش مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از :

نایلون و /، الیاف کربنPPS/، الیاف کربنPEEK/ پریپرگهاي الیاف کربن.نایلون/الیاف شیشه

149


روش تولید قطعه

در این روش پریپرگها روي همدیگر گذاشته شده و نقطه جووش می شوند تا.الیه ها شکل بگیرد

ورقه هاي کامپوزیتی تحت گرما و فشار در قالب شکل می گیرند.

150


مزایاي روش شکل دهی دیافرگرام

به خاطر داشتن الیاف پیوسته خواص قطعه بسیار خوب است.

تولید شکلهاي پیچیده با ضخامت یکنواخت با این روش قابل تولید است.

151


محدودیتهاي روش شکل دهی دیافرگرام

فرآیند محدود به تولید قطعات با ضخامت ثابت است.

حفظ توزیع یکنواخت الیاف در طول ساخت داراي چالش است.

152


قالبگیري تزریق

قالبگیري تزریق کامپوزیتهاي گرمانرم شبیه تزریق قطعات پلیمري است.

قالبگیري تزریق براي قطعات پیچیده با نرخ باال استفاده می شود.

ثانیه است 60تا 20زمان فرآیند بین.

153



از این روش براي تولید تجهیزات خانگی، قطعات کامپیوتر، خودرو و غیره

.استفاده می شود

154



گرمانرمهایی که در این روش استفاده می شوند به صورت گرانول یا قرص.هستند

روش تولید قرصها به این ترتیب است که گرده هاي کامپوزیتی به روشمیلیمتر بریده می 10پولتروژن تولید شده و سپس به صورت قرص با طول

.شوند.شوند

میلیمتر هستند 6تا 0,2قطعات قالبگیري شده شامل الیافهایی باطول بین.

قرصهاي موجود در بازار شامل الیافهاي شیشه، کربن و کلوار است و زمینه

. ، پلی استایرن و غیره استPP ،PETپلیمري نیز شامل نایلون،

155


تولید قطعه

قرص هاي کامپوزیتی داخل قیف دستگاه تغزیه شده و داخل سیلند دستگاهوارد شده حرارت می بینند تا ذوب شوند، و سپس داخل حفره قالب تزریق

.پس از سرد شدن قالب قطعه پران می شود. می شوند

معموالً نیمی از زمان تولید صرف . ثانیه است 60تا 20زمان تولید قطعه بینثانیه 15مثالً براي قططعه اي که زمان خنک شدن آن . خنک کاري می شود

:است داریم:است داریم

156



اجزاء قالبگیري داخل قیف تغزیه شده و با افزودنیها و رنگدانه ها /قرصها.ترکیب می شود

ماشین روشن شده و به دما و فشار مورد نظر می رسد.

قالب بسته می شود.

دور بر دقیقه شروع به دوران کرده و مواد را 80تا 40اسکرو با سرعت دور بر دقیقه شروع به دوران کرده و مواد را 80تا 40اسکرو با سرعت.مخلوط می کند

سانتیمتر مکعب بر 230نرخ تزریق تا . تزریق مواد داخل قالب انجام می شودمگاپاسکال است اما معموالً 200تا 100فشار تزریق نیز بین . ثانیه می رسد

.تنظیم می کنند 170روي

در طول فازpacking 100تا 50این فشار بین . فشار حفظ می شود .مگاپاسکال است

157


قطعه سرد شده و از درون قالب پران می شود.

قالب بسته شده این مراحل تکرار می شود.

158


مزایاي روش تزریق

براي تولید قطعات پیچیده در یک ضرب مناسب است.

تکرار پذیري قطعات از روشهاي دیگر بهتر است.

براي تولید انبوه مناسب است.

چون تعداد قطعات زیاد بوده و هزینه نیروي کار . هزینه قطعه کم می شود.پایین است.پایین است

مناسب است) کیلوگرم 85(تا بزرگ ) گرم5(براي تولید قطعات کوچک.

قطعه تولید شده معموالً نیاز به عملیات تکمیلی ندارد.

مواد داخل راهگاه، رانر و گیت قابل بازیابی است. دورریز بسیار کم است.

159


محدودیتهاي روش تزریق

هزینه اولیه زیادي نیاز دارد.

براي تولید کم مناسب نیست.

براي تولید قطعات الگو مناسب نیست.

زمان کل فرآیند به خاطر طراحی قالب، ساخت قالب، شبیه سازي.کامپیوتري، سعی و خطا و تزریق زیاد است.کامپیوتري، سعی و خطا و تزریق زیاد است

مثل فشار تزریق، دماي ذوب، دماي (به خاطر تعداد زیاد پارامترهاي فرآیند

.تعیین کیفیت قطعه به طور سریع مشکل است)قالب، اندازه ضرب و غیره

160


Documents

RTM ﻦﯾزر ﯽﻟﺎﻘﺘﻧا يﺮﯿﮕﺒﻟﺎﻗ ﺪﻨﯾآﺮﻓresearch.iaun.ac.ir › pd › shahrajabian › pdfs › UploadFile_9132.pdf · (rtm) ﻦﯾزر ﯽﻟﺎﻘﺘﻧا