ادامه کامپوزيت ها 2
کامپوزيت و کاربرد آن در صنايع :
- کاربرد نظامي
- ساخت قطعات ورزشي
- صنايع خودرو سازي
- صنايع حمل و نقل عمومي
- صنايع دريايي
کامپوزيت با کارائي پايين و متوسط
- ساخت قايق ها
- ساخت وسايل تفريحي
امروزه حتي در دهه گذشته هدف بسياري از تحقيقات در جهت کاربردي کردن کامپوزيت ها حول دو محور زير صورت گرفته است.
1- کاهش قيمت توليد قطعات کامپوريتي
2- امکان بيشتر جايگزيني قطعات فلزي توسط قطعات کامپوزيتي
کامپوزيت هاو کاربرد آن در صنعت حمل و نقل :
اتوبوس ها، کاميون ها و ساير وسايل حمل و نقل عمومي به عنوان زمينه اي مناسب براي توسعه مواد کامپوزيت پليمري به شمار مي آيند.
دستيابي به قطعات با وزن کم و با اشکال ايروديناميکي به منظور کاهش هزينه سوخت و کاهش هزينه تعمير و نگهداري، کاهش الودگي صوتي و بسياري از موارد ديگر زمينه را براي حضور بيشتر مواد کامپوزيتي در اين صنعت آمده کرده است.
از جمله مواردي که ي توان به کاربرد کامپوزيت در آن ها اشاره کرد بايد به توليد بدنه وسائط نقليه خاص (از قبيل بدنه عايق دار) مثل وسائط نقليه يخچال دار و يا تانکرهاي حمل مواد شيميايي و گازوئيل نظر داشته باشيم .
از مواد ديگر کاربرد کامپوزيت ها، اتاق کاميون هاي FH12 و FH6 يا صندلي اتوبوس ها که البته با روش قالبگيري تزريقي ايجاد شده اند قابل اشاره مي باشد.
از جمله موارد مهم کاربرد کامپوزيت ها در تقويت سازه هاي بتني مي باشد.
در سال هاي اخير استفاده از کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف کربن CFRP براي تقويت سازه هاي بتني موجود در ابنيه و پل ها سير عودي پيدا کرده است مهمترين علل آن مقاومت بالاي سازه وزن مخصوص کم مقاومت شيميايي خوب ، مقاومت خستگي خوب است که اتصال لايه کامپوزيتي با پايه بتني را از اهميت حياتي در تقويت سازه برخوردار کرده است.
علاوه بر آن تقويت سازه با CFRP امتيازات زير را به دنبال خواهد داشت
1- مقاومت شيميايي بالا در مقابل اسيد و باز
2- کاهش مشکلات مربوط به خوردگي
3- زيبايي ظاهري
4- عدم تغيير زياد در وزن کلي سازه
5- سهولت در حمل و نقل
6- کاهش در آلودگي و صدا
7- مقرون به صرفه بودن در بسياري از موارد
عيوب ظاهري و علت ايجاد آنها در کامپوزيت ها
نام عيب علل ايجاد عيب
1-چين و چروک سطح(Wrinkling) اثر حلال روي سطح لايه ژلي و پخت ناقص لايه ژلي
2-حباب حباب شدن(Pinholing) -بالابودن ويسکوزيته (گرانروي) رزين
مقدار پر کننده زياد است
عدم خيس شدن لايه فيلم توسط لايه ژلي
3-چسبندگي لايه ژلي عدم پخت لايه ها
-خشک شدن زياد لايه ژلي
4-ترک ريز(Crazing) -ضخيم بودن لايه ژلي-
-عدم استفاده از اين مناسب-
-مناسب نبودن لايه ژلي
-عدم پخت مناسب رزين
-زياد بودن قيد(پرکننده)
5-ترک هاي ستاره اي -ضخيم بودن لايه ژلي
(اين لايه ها از mm 5/0 بيشتر نباشد)
-قطعه از پشت مورد ضربه قرار گرفته
6-نقاط خشک داخلي -همزماني آغشته سازي دو لايه از الياف
7-حل شدن رزين (Leaching) -در معرض رطوبت بودن
-عدم پخت مناسب رزين
-عدم انتخاب رزين مناسب
8-تاول زدن(Blister) -عدم مناسب بودن کاتاليزور(MEKE)
-عدم خيس شدن خوب الياف خوب الياف با رزين در طي
آغشته سازي
9-زرد شدن کامپوزيت(Yellowing) جذب تشعشعات ماوراي بنفش نور خورشيد (مواد UV در کامپوزيت که جاذب هستند به ميزان قابل توجهي سرعت زرد شدن را کاهش مي دهند)
بازرسي نهايي کامپوزيت ها (Final inspection)
تفاوت اساسي قطعات کامپوزيتي با ديگر قطعات رايج فلزي اين است که سازنده نقش قابل توجهي در آنها دارد. به اين عبارت است که سازنده مواد را به گونه اي که خود اصلاح مي داند مي سازد. لذا بايد دقت هاي لازم را در جهت هرگونه حذف تغييرات ناخواسته انجام داد. و اطمينان کامل از مواد وفرايندهاي ساخت را داشت.
نکات مهم در هنگام بازرسي عبارتند از:
1)نقص هاي سطحي و کيفيت ظاهري
2)حبابهاي احتمالي هوا که ممکن است در قطعه محبوس شده باشد. که البته در صورت استفاده از رزين هاي غير رنگي اين بررسي به سادگي ميسر خواهد بود.
3)ابعاد
4)آزمون هاي مربوط
اين دسته از آزمون ها را به دو گروه آزمون هاي خواص مکانيکي و شيميايي طبقه بندي نمود. که مهمترين آنها آزمون ها زير هستند.
-استحکام کششي
-مدول خمشي
-استحکام خمشي
-استحکام ضربه
درجه پخت قطعه کامپوزيتي
بسياري از تغييرات خواص قطعات کامپوزيتي ناشي از پخت قطعه مي باشد. اگر قطعه خيلي کم پخت شده باشد. مي توان آنرا به راحتي از روي صداي زدن يک سکه به آن تشخيص داد زيرا قطعه نرم است و صداي خاصي را ايجاد مي کند. از نقطه نظر کاربردي در شرايط کارگاهي راحت ترين راه جهت تعيين وضعيت پختي قطعه انجام آزمون سختي است. البته بهترين روش تعيين سختي روش بارکول (Barkol) است. اگرچه آزمون سختي بارکول بيانگر معيار کافي جهت تعيين حالت پخت نيست. اما جهت تعيين قطعات سالم از ناسالم مناسب است. به همين منظور قطعاتي که سختي بارکول کمتر از 25 را دارند قطعه اسقاطي و معيوب منظور مي شوند.
رشته پيچي کامپوزيت ها (Filament Winding)
اين روش که يکي از روش هاي شکل دهي کامپوزيت ها است تابع روش قالب باز(Open mold) مي باشد. در اين روش الياف به شکل نواري يا تک رشته پس از آغشته شدن به رزين بر روي يک مندل (قطعه فلزي يا غير فلزي) پيچانده مي شوند.
اين روش در پايان منجر به توليد قطعه اي با استحکام ويژه بسيار بالايي مي شود. اين خود بدين سبب است که در حدود 80 درصد وزن يک قطعه (کامپوزيتي ) رشته پيچي شده از الياف تشکيل شده است.
موارد کاربردي اين روش براي ساخت قطعات با محور متقارن مثل لوله ها، سيلندرها، قطعات گنبدي، مخروطي و ... بکار مي رود.
از موارد کاربرد اين قطعات توليدي با اين روش مي توان به تانک هاي ذخيره مواد، لوله ها، موشکها ظروف تحت فشار، وسايل الکتريکي و ... اشاره کرد.
اين روش به دليل مزايايي که دارد از قبيل وزن سبک تر، منابع نگهداري کمتر، مقاومت بيشتر در برابر عوامل خوردگي محيط، ارزان بودن بسيار مورد توجه قرار گرفته است. شکل الف نشان دهنده نهايي از اين روش است.