C1 Pre Zen Tare Mat.plastice

download C1 Pre Zen Tare Mat.plastice

of 52

Transcript of C1 Pre Zen Tare Mat.plastice

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

PCPProiectarea componentelor din plasticBIBLIOGRAFIE 1.Liana Hancu, Horatiu Iancau, Tehnologia materialelor nemetalice. Tehnologia fabricrii pieselor din materiale plastice, Editura ALMA MATER, 2003, 254 pagini, ISBN 973-8397-34-0. 2.Liana Hancu, Horaiu Iancu, Alina Crai, Tehnologia fabricrii pieselor din materiale plastice : Studii de caz ,. - Cluj-Napoca : Alma Mater, 2007 , ISBN 978-973-7898 3.Horun,S., Paunica,T., Sebe,O., Serban,S., Memorator de materiale plastice si auxiliari.Editura Tehnica, Bucuresti,1988. 4.Iancu,H., Neme, O., Materiale compozite- concepie i fabricaie, 2002, 155 pagini, editura MEDIAMIRA-Cluj Napoca 5.Tentulescu,D., Tentulescu,L., Fibre de sticla. Edtura Tehnica, Bucuresti, 1994. 6.Seres, I., Injectarea materialelor plastice . Editura Imprimeriei de Vest, Oradea,1996.

C1_Materiale plastice

1

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

MATERIALE PLASTICE SI COMPOZITESe cunosc peste 30 de procedee tehnologice de prelucrare a materialelor plastice si compozite.Sunt materiale sintetice obtinute prin polimerizare Reprezint un nlocuitor perfect al materialelor metalice si permit rezolvarea unor probleme n diferite ramuri industriale. Pentru cresterea rezistenei mecanice a materialelor plastice ele se armeaz cu diferite materiale Astfel au aparut materialele compozite.C1_Materiale plastice 2

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Istoric 1862 I. Hyatt realizeaz celuloidul, plecnd de la nitratul de celuloz i camfor. 1884 Hiloire de Chascdomnet - realizeaz primul fir artificial din nitrat de celuloz 1907 Boekeland- realizeaz materialul sintetic denumit bachelit 1927 se obtine policlorura de vinil (PVC) 1938 se obtine polistirenul (PC); poliamida- nailon (PA) n anii 1929-1933 rile lumii trec printr-o perioad de mare criz economic. Producia industrial a cunoscut scderi catastrofale: 46% n SUA, 34% n Germania, 27% n Frana. Guvernele din fiecare ar au cutat ci i soliii diverse pentru a iei din criz. Cea mai important ncercare de acest fel a fost politica promovat de preedintele american Franklin Delano Rooselvelt, cunoscut sub numele de New Deal (Noul curs). Msurile luate au determinat n anii 1934-1939 o redresare a economiei statelor. Redresarea trebuie pus pe seama dezvoltrii unor noi ramuri de producie, un rol determinant avnd producerea cauciucului sintetic i dezvoltarea industriei maselor plastice. 1942 se obtine polietilena de joas densitate (LDPE) 1953 polietilena de nalt densitate (HDPE) 1957 polipropilena (PP)C1_Materiale plastice 3

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Definitii Definiia 1: Materialele plastice reprezint un amestec de doi sau mai muli polimeri cu unul sau mai muli aditivi. Polimer: repetarea unor grupri de atomi numite meri( uniti cantitative). Mer (monomer): substan cu masa molecular mic ( compus din molecule simple) capabile s se uneasc cu molecule identice sau cu moleculele altor monomeri pentru a forma un polimer. Definiia 2: Materialele plastice sunt materiale macromoleculare adic substane chimice cu mas molecular ridicat, obinute prin polimerizare. Molecul: unitate format din civa atomi (cel mult de ordinul zecilor), care au masa molecular nu mai mare de ,,sute de uniti de C. Macromolecul: particul cu mas molecular de ordinul zecilor de mii, putnd ajunge pn la milioane, ce conine mii sau chiar zeci de mii de atomi. Macromolecula reprezint o molecul de dimensiuni uriae, cu masa molecular de ordinul 103-106, alctuit din atomi legai ntre ei prim legturi covalente. Astfel avem: polimeri: compui macromoleculari formai prin repetarea unui singur tip de unitate structural copolimeri: compui macromoleculari formai din dou sau mai multe tipuri de uniti structuraleC1_Materiale plastice 4

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Clasificarea materialelor plastice 1.Dupa transformarile la temperaturi ridicate. 1. Materiale plastice termoplaste 2. Materiale plastice termoreactive (termorigide) 2. Dupa modul de obtinere: a. Naturale: termoreactive proteinice; termoreactive celulozice. b. Sintetice: policondensate: -termoreactive: -fenoplaste; -aminoplaste; -termoplastice: -poliamide; -poliesteri; polimerizate: -termoreactive: -poliesteri nesaturai; -termoplastice: -policlorur de vinil; -poistiren; -poliacrilai; -polibutadiene; poliaditive: termoreactive: -rini epoxidice; -poliuretani; termoplastice: -poliuretani lineari.C1_Materiale plastice

-siliconice; -poliesteri; -aminoplaste; -policarbonai;

-polietilene; -polifluorofine; -polivinil carbozolice;

5

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

A. Materiale plastice termoplaste se caracterizeaz prin aceea c prezint caracterul de transformare reverbilil. Sunt transformate n produse sub aciunea presiunii si a cldurii, fiind necesara racirea pentru a-si pastra forma. Ele nu sufer transformri chimice n timpul formrii pieselor, deci pot fi topite din nou. Caracteristici principale: Se pot prelucra prin: injecie n matri, extrudare n filier, termoformare, termosuflare, calandrare, ambutisare, tanare, etc. Temperatura de utilizare mai mic de 100 C Rebuturile i deeurile sunt recirculabile, se pot recupera deoarece se pot mcina i reintroduce n ciclul de fabricaie

Exemple de materiale plastice termoplastice: a)poliolefine: -polietilene de joas i nalt densitate, polipropane, copolimer: tilen-propilen b)vinilice: -policlorura de vinil, poliacetat de vinil c)polistirenice: -polistiren obinuit, polistiren antioc, copolimer:A.B.S. d)celulozice: - nitrate, acetateC1_Materiale plastice 6

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

B. Materiale plastice termoreactive ( termorigide) se caracterizeaz prin aceea c sub aciunea cldurii i presiunii n timpul prelucrrii sufer transformri chimice ireversibile. Polimerizeaza (deci se intaresc) la temperaturi ridicate si nu au nevoie sa fie racite pentru a-si pastra forma Caracteristici principale: temperatura de utilizare este mai ridicat, fr a depi 200 C dup transformare devin infuzibile i insolubile n solveni se pot prelucra prin : injecie n matri, presare la rece, centrifugare, compresiune, compresiune i transfer rebuturile sau deeurile sunt pierdute, nu se recicleaz

Exemple de materiale termorigide: a)fenolice: -fenol formaldehide -resorcine formaldehide b)aminoplaste: -uree formaldehide -melamine formaldehideC1_Materiale plastice 7

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Avantajele si dezavantajele materialelor plastice- mas volumic redus n raport cu metalele (2 kg/dm3 fa de 7 - 8 kg/dm3 la oel); - rezisten mecanica redusa daca nu sunt armate; - coeficient de dilatare foarte mic n raport cu metalele; - rezisten la oc, abraziune i coroziune; - durabilitate ridicat n funcionare; - capacitate mare de amortizare a vibraiilor; - siguran mai mare n funcionare daca sunt armate( ruperea unui material compozit nu se face brusc ca la metale); - consum energetic sczut pentru producere (pentru obinerea polietilenei se consum 25 Kcal/cm3 n timp ce la oel valoarea este de 160 Kcal/cm3 ); - rezisten extrem de ridicat la aciunea factorilor atmosferici (oxidare, coroziune, mucegai); - stabilitate chimic ridicat.C1_Materiale plastice 8

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Comportarea materialelor plastice la diferite solicitri a. Influena temperaturii asupra deformaiei

C1_Materiale plastice

9

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Starile unui material plastic Starea sticloas este caracterizat de deformaii elastice foarte mici care cresc liniar cu temperatura i se explic prin preponderena nsemnat a forelor inter i intramoleculare asupra energiei de agitaie termic. Aceast stare se menine pn la temperatura de vitrifiere Tv. Temperatura de vitrifiere scade cu micorarea masei moleculare. Starea nalt-elastic ncepe deasupra temperaturii de vitrifiere. Pe intervalul corespunztor strii nalt elastice deformaiile cresc rapid la nceput, dup care rmn constante pn la temperatura de curgere Tc. n acest domeniu polimerul dezvolt deformaii mari, reversibile, datorate micrilor termice executate de segmentul de lan, fr ca moleculele s se deplaseze independent. Starea vscoelastic ncepe n cazul polimerilor amorfi la temperatura Tc. Acest domeniu se caracterizeaz printr-o micare termic intens a segmentelor de lan i a macromoleculelor n ntregime. Temperatura de curgere marcheaz apariia, alturi de deformaia elastic reversibil, a deformaiei ireversibile. Temperatura de curgere nu reprezint o valoare fix ci un interval caracteristic pentru fiecare polimer n parte, n funcie de configuraia polimerului, de factori cinetici (viteza de nclzire) i de durata aplicrii sarcinii. La Tc energia cinetic a macromoleculelor nvinge forele de coeziune macromoleculare, ceea ce permite micarea lor relativ de alunecare. Temperatura crete cu mrimea macromoleculelor.

C1_Materiale plastice

10

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Temperaturi Temperaturile caracteristice ale polimerilor sunt: temperatura de vitrifiere Tv, temperatura de curgere Tc, temperatura de fragilizare Tb, temperatura de topire Tt, temperatura de degradare termic Td. Temperatura de vitrifiere Tv este temperatura la care are loc trecerea din stare sticloasa in stare inalt elastica Temperatura de curgere Tc este temperatura de trecere din starea inalt elastica in starea de curgere Temperatura de fragilizare Tb este temperatura minim pn la care materialul este casant. Temperatura de degradare termic Td este temperatura la care ncepe descompunerea polimerului sub influena cldurii. Temperatura de topire Tt este caracteristic polimerilor cristalini i marcheaz trecerea de la starea cristalin solid la cea lichid. Prelucrarea materialelor plastice este dependent de starea lor fizic, astfel nct un anumit procedeu de prelucrare poate fi aplicat numai ntr-un interval de temperatur.

C1_Materiale plastice

11

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

b.Influena timpului asupra deformaiei

n momentul t0 se acioneaz cu o for (la traciune) asupra unei epruvete, iar n momentul t1 fora este ndeprtat. Deformaia total este: = e + ie + p unde: e este deformaia elastic, ie este deformaia nalt elastic, p este deformaia plastic.

:

C1_Materiale plastice

:

12

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Proprietatile materialelor plastice a. Proprieti fizice i termice Materialele plastice sunt: materiale organice solide; foarte uoare, avnd o greutate specific mic; au coeficient de dilatare liniar mare n comparaie cu metalele i aliajele lor; au conductibilitatea termic mic; materialele plastice se dilat mai mult, dar se nclzesc mai greu dect metalele; asigur o bun izolaie termic; nu au puncte fixe de topire, ci puncte de nmuiere, deoarece trecerea de la faza solid la cea lichid se face treptat; comportarea optic a materialelor plastice este de mare importan practic n obinerea de ambalaje transparente, lentile cu destinaie divers etc.C1_Materiale plastice 13

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

b. Proprieti chimice Tipul de reacie policondensare sau polimerizare prin care a fost obinut materialul plastic, determin, n special, comportarea chimic a materialului: -polimerii sunt rezisteni la aciunea agenilor chimici, se coloreaz greu, obinndu-se culori i nuane puine au stabilitate -policondensatele cu structur filiform: chimic sczut, au proprieti hidrofile, absorbind apa, pot fi uor i divers colorate -policondensatele cu structur tridimensional: sunt total inerte din punct de vedere chimic, se pot colora limitat, n faza premergtoare structurrii sau prin acoperiri la suprafaC1_Materiale plastice 14

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

c. Proprieti mecaniceMajoritatea materialelor plastice au rezisten bun, i uneori chiar foarte bun la diferitele solicitri mecanice: frecare, ncovoiere, rupere, alungire, forfecare. n general materialele plastice se caracterizeaz prin: rezisten mecanic bun; duritate mare; amortizarea ocurilor i vibraiilor; rezisten la uzur; proprieti de alunecare bune. Dup comportarea mecanic fa de aciunea unei fore exterioare, materialele plastice pot fi: plastomeri: dac pstreaz deformarea provocat; elastomeri: dac revin la forma iniial dup ncetarea aciunii forei.

Materialele plastice au o comportare la solicitrile mecanice care variaz att n funcie de temperatur ct i n funcie de timp.C1_Materiale plastice 15

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

e. Proprieti tehnologice Principala proprietate tehnologic a materialelor plastice este deformabilitatea la cald. Pe aceast proprietate caracteristic materialelor plastice se bazeaz procedeele de prelucrare a materialelor plastice: presare, injecie, extrudare. Caracteristicile principale se refer la: temperatura de injecie; - temperatura de presare - contracia la prelucrare presiunea de injecie; Prelucrrile ulterioare ale materialelor plastice pot fi prelucrri prin achiere: gurire, frezare, rabotare, strunjire. Materialele din care se confecioneaz sculele achietoare sunt: oel rapid, plcue din carburi metalice sau diamant, n cazul materialelor plastice armate. Se pot realiza asamblri sudate sau lipite.C1_Materiale plastice 16

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Materiale compoziteCompozit - adj.= Corp alctuit din elemente disparate, felurite. (Dicionarul explicativ al limbii romne) Materialele compozite reprezint aranjamente de fibre - continue sau nu - din materiale rezistente (elemente de armare) care sunt acoperite cu o matrice a crei rezisten mecanic este cu mult mai mic. Matricea menine dispunerea geometric dorit a fibrelor i le transmite solicitrile la care este supus piesa. (Daniel GAY - Matriaux composites) Materiale compozite - Materiale formate din mai multe elemente componente distincte, a cror asociere confer ansamblului proprieti pe care nici unul dintre elementele componente luate separat nu le posed. (Le Petit Larousse Illustr)

C1_Materiale plastice

17

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Materiale compozite

Matrice Material de baza

Material de armare

Materiale auxiliare

C1_Materiale plastice

18

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Structura unui material compozitMATERIALE DE ARMARE Sticl, Azbest, Siliciu i cuar, Carbon-Grafit, Bor, Carburi de siliciu, Oel, Iut, Bumbac, Celuloz, Aramid, Kevlar, Aliaje metalice, Safir etc. MATRICE (LIANT) -Organic: Rini (Fenoli, Poliesteri, Poliamide, Epoxizi, etc.) -Mineral: Carbon, SiC, ceramice -Metalic: Al, Ni, Ti.

MATERIALE COMPOZITEMATERIALE AUXILIARE (NCRCTURI, ADITIVI) -Materiale de umplutura: Cret, Siliciu, Caolin, Oxid de titan, Sticl (bile), Pudr metalic, Cuar, Mic -Materiale ajutatoare: Colorani, Ageni de finisare (Gel-coat), Ageni de cuplare, Catalizatori, Inhibitori, Antioxidani, Diluani, Acceleratori, Stabilizatori -Materiale cu scop special: Ageni antistatici, Ageni de demulare, Ageni ignifugani, Ageni antiradiani, Ageni fungiciziC1_Materiale plastice

19

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Materialele compozite s-au dezvoltat n primul rnd din necesitatea reducerii greutatii pieselor i prelungirea duratei lor de funcionare, obiectiv deosebit de important n industria aeronautic sau cea a construciei de autovehicule, neputnd ignora aplicaiile din domeniul electrotehnic. Industria aeronautic Panouri de fuselaj, profiluri aerodinamice, arbori pentru rotoarele elicopterelor, carcase de motoare sau pompe, pale de elice de elicopter, lonjeroane, elemente pentru placarea aripilor, antene, piese de fixare i orientare la trenul de aterizare, elemente pentru realizarea structurii interioare a avioanelor. Tehnica spaial Izolatoare termice, conducte sub presiune, rezervoare de combustibil, piese rezistente la radiaiile cosmice, antene, piese componente ale laboratoarelor spaiale i ale vehiculelor lunare.C1_Materiale plastice 20

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Industria chimic Recipiente sub presiune, containere, elemente pentru placri anticorozive, exhaustoare, bazine, hote, couri de fum, turnuri de rcire, aparate care lucreaz n medii corozive, conducte. Agricultur Panouri transparente i termoizolante pentru sere, silozuri, ambalaje, piese pentru maini agricole (tablouri de bord, caroserii, blindaje, vane), sisteme de irigaie, rezervoare pentru furaje. Industria alimentar Camere i vitrine frigorifice, recipiente de dimensiuni mari, elemente de etanare rezistente la atacul microorganismelor, roztoarelor sau insectelor, couri, cutii, structuri interioare igienice. Construcia de automobile Rezervoare de benzin, palete de ventilator, caroserii, carcase, scaune, pardoseli, aprtoare pentru roi, panouri de bord, radiatoare, ui.C1_Materiale plastice 21

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Sport Ambarcaiuni, undie, schiuri, cti de protecie, perei, balustrade i filtre pentru piscine, aprtoare, snii. Construcia de aparate optice Carcase, suporturi pentru prisme, piese pentru aparate foto, proiectoare, epidiascoape, binocluri, butoane, mnere. Transporturi i telecomunicaii Cisterne, piese pentru vagoanele de marf, componente ale vagoanelor de cltori (rame, perei, balustrade), elemente de finisare i mobilier pentru trenurile de metrou, piese de izolare termic i electric, structuri interioare ale navelor pentru transportul pe ap, elemente de placare a pieselor metalice, antene parabolice (metalizate), carcase pentru telefoane. Electronic i elecrotehnic Suporturi pentru circuite imprimate, ntreruptoare, angrenaje, carcase, izolatoare de nalt tensiune, comutatoare, platforme, cabine, corpuri de iluminat, cutii pentru aparate de msur i control, protecii pentru anteneC1_Materiale plastice 22

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Industria mobilei Dulapuri, fotolii, scaune, paturi, biblioteci, vitrine, birouri, ornamente. Construcia de cldiri i obiecte de uz casnic. Panouri termoizolante, perei, rame de ferestre, tavane, conducte, cofraje, ornamente pentru faade, stoluri, lambriuri, acoperiuri, elemente de iluminat, izolaii, czi de baie, lavoare

C1_Materiale plastice

23

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Articole casnice si industriale

C1_Materiale plastice

24

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Articole sportive

C1_Materiale plastice

25

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Printre primele aplicaii ale materialelor compozite n industria constructoare de autovehicule. sunt cele n domeniul caroseriilor auto: n 1953 caroseria autoturismului Corvette Chevrolet (USA), este integral din compozit sticl-epoxid; n 1968 jantele roilor autoturismului Citroen SM, erau din compozite sticl-epoxid; n 1970 - bara de protecie de la R5 Renault era din sticl-epoxid; n 1980 - John Barnard, inginer de la echipa de Formula 1 McLaren, a construit primul asiu din carbon-kevlar i alte materiale compozite, n 2002 McLaren Mercedes construiete prima caroserie integral din fibr de carbon pentru autoturismul de serie SLR Mclaren Mercedes (fig. 1, 2.)C1_Materiale plastice 26

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

27

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

28

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

29

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

30

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

31

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Avionul Airbus A310 Caracteristicile avionului Airbus A310, figura 8.1, sunt: masa total n sarcin 150 t, masa structurii - 44,7 t, masa total de materiale compozite - 6,2 t, masa de compozite de nalt performan - 1,1 t, ctigul de mas pe structura avionului - 1,4 t, procentajul de compozite - 13,8% din masa structurii avionului. Un ctig masic de 1 kg din structur mrete raza de aciune a aparatului cu o mil marin. Structurile compozite la avionul Airbus A310 sunt diverse dup cum se poate vedea n figurile 5 i 6. Se estimeaz c un ctig de mas de 15-20 % justific ntotdeauna trecerea de la materiale clasice la materiale compozite, de unde se poate nelege interesul fa de compozitele de nalt performan.

C1_Materiale plastice

32

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

33

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

34

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

35

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Compania productoare de avioane Airbus, cu o capacitate cuprins ntre 500 - 880 de pasageri, utilizeaz materiale compozite ntre 30 - 50 % din masa aparatelor. Noul Airbus A 380, cel mai mare aparat de zbor pentru pasageri, avand masa totala de 50 de tone, contine 30% materiale compozite. Acesta poate parcurge 14.800 km cu doar litri de cherosen/100 km/ pasager. Ponderea materialelor din care este construit Boeing 787, ultimul avion produs de compania cu acelasi nume, Dreamliner este urmatoarea: 50% materiale compozite pe baza de fibra de carbon, 20% - aluminiu , 15% titan, 10% - otel, 5% - altele.

C1_Materiale plastice

36

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Masa net a navetelor NASA este de 70 t. n funcie de zone, se utilizeaz garnituri din compozite carbon/carbon, SiC/SiC, i piese de structur din bor/aluminiu. Partea ventral este protejat de igle compozite, ceramice, care formeaz un scut termic. Scutul termic este format din aproximativ 30000 de igle. Modul de fixare al iglelor este prezentat n figura 7.

Navetele Hermes au masa net de 8,5 t. La aceste navete varianta cu igle este nlocuit cu o variant cu piese compozite din C/C, C/SiC i SiC/SiC, figura 8. Acest scut termic trebuie s reziste la cel puin treizeci de aterizri.

C1_Materiale plastice

37

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

38

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

39

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

40

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

C1_Materiale plastice

41

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

TIPURI DE ESTURI DIN FIBRE DE STICL

mpletitur de fire tiate

estur utilizat pentru brci

mpletitur din fire C1_Materiale plastice Semitort de estur42 continue

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

TermenABS AU BMC CAD Carbon HM Carbon HR Compozit GD Compozit HP FIT

DefiniieAcrilonitril-Butadien-Stiren Ageni de umplere Bulk Molding Compound - procedeu de formare prin injecie de premix Computer Aided Design - Proiectare asistat de calculator Carbon cu modul nalt Carbon de nalt rezisten Compozit de larg utilizare Compozit de nalt performan Fibr impregnat cu rin termoplastic C1_Materiale plastice 43

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini IMC

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

In Mold Coating - acoperire n matri Matrice Materiale de armare Materiale auxiliare Materiale compozite Materiale preimpregnate Nid dabeilles - fagure Poliamid Poliacrilonitril Politereftalat de butilen Policarbonat Poliester - ester - ceton Polieter sulfon C1_Materiale plastice 44

M MA MAUX MC MPI NIDA PA PAN PBT PC PEEK PES

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

PET PF PI POM PP PPO PPS PSE PSF/PSU PSP PU

Politereftalat de etilen Polieter fenolic Poliimid Poliacetal Polipropilen Polioxid de fenilen Polifenilen sulfon Polistiren expandat Polisulfat Polistirenpirid Poliuretan C1_Materiale plastice

45

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

RIM

Reaction Injection Molding - injecie prin reacie Renforced Reaction Injection Moulding - injecie, prin reacie, de materiale armate Resin Transfer Molding - formare prin transfer de rin Sheet Molding Compound - formarea prin presarea de plci preimpregnate Standard Rini termoplastice Termoplastice armate Rini termorigide Termoplastice armate presate Ultraviolete C1_Materiale plastice Variant a procedeului BMC 46

R-RIM

RTM SMC

STD TP TPR TR TRE UV ZMC

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

TermenAccelerator

DefiniieSubstan care, n prezena unui catalizator sau iniiator, mrete viteza de gelifiere sau de ntrire a unei rini. Substan cu care se pot asambla (lipi) diferite materiale

Adeziv

plastice solide datorit forelor intermoleculare i/sau intramoleculare.

Agent de ignifugare

Substan adugat cu scopul de a mpiedica sau ntrzia propagarea flcrii. Substan solid, relativ inert, care adaugat unui material

Agent de umplere

compozit i modific rezistena, stabilitatea sau alte proprieti, scznd totodat preul de cost.

Agent fungistatic

Substan ncorporat n gel-coat pentru prentmpinarea aciunii microorganismelor asupra materialelor compozite.

Contracie

Reducerea dimensiunilor unui material compozit n urma unui proces fizic C1_Materiale plastice sau fizico-chimic. 47

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Copolimer

Polimer constituit din doi sau mai muli meri, diferii chimic, aezai ntr-o secven ordonat sau dezordonat. Defect care const n desfacerea n straturi a unui material compozit. Unitate de msur n industria textil, care exprim fineea firelor textile (grame/lungimea unui scul de 900 m) Defect sub forma unei crpturi fine sau foarte fine la suprafaa sau interiorul unui material compozit. Procedeu de fabricaie a unei piese din material compozit Formarea unui produs din materiale compozite prin presarea materialului ntr-o matri, n general la cald. Sistem semisolid constituit dintr-o reea de agregate, care reine lichid, sau faza iniial gelatinoas care se formeaz la obinerea unei rini. Strat de finisare C1_Materiale(mediu) de motive monomerice dintr-o macromolecul. 48 Numrul plastice

Delaminare

Denier

Fisur Formare Formare prin compresiune

Gel

Gel-coat Grad de polimerizare

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Homopolimer

Polimer constituit prin repetarea unui singur tip de motiv monomeric.

Inhibitor

Substan care produce o ntrziere n desfurarea anumitor reacii chimice.

mbtrnire

Proces de modificare n timp a proprietilor unui material compozit, n anumite condiii de solicitare.

ntritor

Substan care adugat anumitor tipuri de rini sintetice favorizeaz ntrirea acestora.

Mat

Ptur (mpslitur) realizat din fire de sticl tiate, aglomerate cu un liant sau mecanic, de diferite grosimi.

Material plastic

Material care conine ca i compus esenial un polimer nalt i care se poate prelucra uor la cald sau la rece, cu sau fr presiune. C1_Materiale plastice 49

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini B-dul Muncii 103-105 Disciplina: Materiale Plasticesunt nglobate fibre sau esturi foarte rezistente, i Compozite http://www.utcluj.ro Material plastic n care

Material plastic armat

care i confer proprieti de rezisten superioar celor ale materialului plastic de baz. Material plastic care sub aciunea cldurii (sau prin alte mijloace ca

Material plastic termoreactiv (termorigid)

radiaii, catalizatori, etc.) poate suferi o reticulare, transformndu-se ntr-un material infuzubil i insolubil.

Material termoplastic

Material plastic solid care poate suporta o deformare plastic la temperaturi ridicate, fr s se produc transformri chimice.

Proces de modificare progresiv a structurii unui material compozit Oboseal supus unor sarcini i care prin scderea rezistenei materialului poate duce la fisuri sau ruperi complete.

Substan constituit din particule solide, colorate, organice, sau Pigment minerale, practic insolubil n solveni sau rini (folosit pentru a colora sau opaciza materialele compozite). C1_Materialen care motivul structural al lanului este de tip ester. Polimer plastice 50

Poliester

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Substan constituit din molecule caracterizate prin repetarea unuia sau mai Polimer multor tipuri de motive monomerice (exceptnd capetele de lanuri moleculare, punile dintre lanuri i alte mici neregulariti). Reacie chimic n care moleculele de monomer se combin pentru a forma polimeri. Amestec de fire de sticl tocate sau mcinate i un liant organic, folosit fluid Premix la formare care, dup ce este turnat sau injectat ntr-o matri, presat i nclzit se ntrete (polimerizare parial). Polimerizarea integral se realizeaz n cursul procesului de formare.

Polimerizare

Substan organic solid, semisolid sau pseudo-solid, care are o mas Rin molecular nedefinit i adesea mare, prezint tendin de curgere cnd este supus unei solicitri, are n general un domeniu de nmuiere sau de topire i se rupe de obicei concoidal. C1_Materiale plastice 51

Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca Facultatea de Construcii de Maini

Specializarea: Tehnologia Construciilor de Maini Disciplina: Materiale Plastice i Compozite

B-dul Muncii 103-105 http://www.utcluj.ro

Reticulare

Reea de legturi intermoleculare multiple, covalente, ntre lanurile unui polimer.

Ansamblu de filamente de sticl lungi, continui, avnd diametre cuprinse Roving ntre 8 - 14 m, netorsionate, paralele, grupate n toroane (6 - 60 sau mai multe).

Borosilicat de calciu i aluminiu, cu bun rezisten la ap i umezeal, cu Sticla E stabilitate excelent a caracteristicilor mecanice i electrice n timpul exploatrii

Strand

Funie din mai multe fire.

C1_Materiale plastice

52