Fabricarea compozitelor din polimeri armati cu fibre
Proprietatile obtinute nu sunt autonome – materialul si piesa se obtin in acelasi timp.
Fabricarea manualaAplicarea prin pulverizare a
rasinii careva forma stratul de suprafata al produsului- gelcoat
Fabricarea manuala Aplicarea prin rulare a stratului
de gelcoat
Fabricarea manualaAplicarea armaturii
Fabricarea manuala Aplicarea armaturii
Fabricarea manuala Aplicarea armaturii si consolidarea
cu rola prevazuta cu ace
Fabricarea manuala Consolidarea de detaliu
Fabricarea manuala Se aduga noi straturi de armatura
Pulverizatorul de rasina prevazut cu tocator de fibre
Echipamentul aplicare prin pulverizare
Pulverizarea pe un strat existent de gel de acoperire
Aplicarea prin pulverizare a rasinii si fibrelor
Consolidarea dupa pulverizare a amestecului rasina-fibre folosind rola cu
ace
Avanatajele fabricarii manuale
• Cheltuieli mici cu sculele si dispozitivele
• Cheltuieli reduse cu materialele
• Se pot fabrica piese mari
• Tehnologie simpla• Intarire la temperatura
camerei
Dezavantajele fabricarii manuale
• Calitatea produsului obtinut (laminat) depinde de abilitatile operatorului.
• Mediu de lucru toxic• Probleme de sanatate si
siguranta asociate cu prezenta stirenului
Avantajele obtinerii prin pulverizare
• Costuri reduse cu sculele.
• Depunere rapida.• Procedeu consacrat
Dezavantajele fabricarii prin pulverizare
• Compozite bogate in rasina.
• Se pot folosi doar fibre scurte.
• Necesita rasini cu vascozitate redusa (proprietati inferioare).
• Probleme de sanatate si siguranta datorate prezentei stirenului.
• Cantitati ridicate de deseuri.
Fabricarea manuala
Materiale folosite:• Orice rasini
termorigide.• Orice tip de armaturi
Aplicatii:• Ambarcatiuni• Rezervaoare de
stocare a apei• Profile arhitecturale.
Fabricarea prin pulverizare
Materiale:• Poliesteri obisnuiti.• Roving din fibre de
sticla
Aplicatii:• Productia de
ambarcatiuni mici• Incinte, cutii• Panouri pentru
caroserii de automobile.
• Goluri
• Distributie neomogena a fibrelor in matrice
• Compozit cu structura corecta
Efectul golurilor asupra
proprietatilor
Surse de goluri
• Aerul blocat intre straturile laminatului• Aerul dizolvat sau volatilele degajate din
rasini• Contractarea rasinii la intarire• Umectare redusa a suprafetei fibrelor• Lacul de impregnare
Efectul consolidarii
prin presiune asupra golurilor
0
25
50
75
100
ppm
Austria, Finland,Germany,
Luxembourg,Sweden
Denmark, Norway, Belgium, France,Italy, Spain,
Switzerland, USA,Netherlands
UK
Limta de expunere maxima permisa (MEL) pentru vaporii de stiren
Formarea cu sacul de vid
• Se foloseste o forma de contact (tipar, matrita).• Fabricare umeda sau folosirea unor materiale
specializate preimpregnate – de obicei rasini epoxidice si altele de inalta performanta, rasini cu timp indelungat de intarire.
• Intarire la temperatura camerei, la temperaturi ridicate, eventual sub vid.
• Se folosesc autoclave pentru o inalta calitate a laminatelor.
Schema procesului (SP Systems)
Sacul de vid
Pregatirea preimpregnatului fibra de carbon/rasina epoxidica
Sacul de vid
Ajustarea manula a preimpregnatului
Sacul de vid
Aplicarea stratului “de cojire” pe interiorul produsului. Ofera o suprafata curata si texturata pentru operatiile urmatoare de lipire sau vopsire.
Sacul de vid
Aplicarea filmului antiaderent (semiporos)
Sacul de vid
Intinderea impasliturii poroase. Banda de etansare este aplicata pe marginile matritei.
Sacul de vid
Atasarea sacului de nylon de banda de etansare.
Plierea portiunilor in exces ale sacului pentru a urma conturul formei.
Sacul de vid
Conectarea sacului de vid la pompa de vid.
Sacul de vidAplicarea vidului – verificarea neetanseitatilor si asigurarea consolidarii.
Paleta de turbina eoliana de 40 m. Foi de furnir/rasina epoxidica inainte de aplicarea sacului de vid.
Paleta de turbina eoliana de 40 m. Aplicarea sacului de vid.
Efectul consolidarii
sub presiune asupra golurilor
Panouri compozite sunt incarcate in autoclava
• Problema cheie!
• Evitarea formarii puntilor la colturile interioare
Vacuum bagging
Disadvantages• High cost and storage
requirements of prepregs.
• High labour/skill content.
• Cost of consumables.• Capital cost of oven /
autoclave.
Advantages• High quality composite
parts.• Large sizes possible.• Relatively low cost,
lightweight tooling.• Clean manufacturing
environment.
Aplicatii ale formarii compozitelor prin metoda sacului de vid
JEC Composites May 2003
Autoclave technology: “Length doesn’t matter”.
Cost increases exponentially with diameter.
Hoop stress d; end load d2
Aeroform Ltd
Lonjeron de 12m pentru A400 (resin film infusion)
GKN Westland Aerospace
Formarea prin transferul rasinii
• Matrite ajustate (pozitiva-negativa) detrmina o cavitate precisa.
• Armatura uscata este preformata intre matrite.
• Lichidul care contine rasina si catalizatorul sunt injectate sub presiune.
RTM schema procesului (www.plastech.co.uk)
Matrite RTM
Partea superioara
Partea inferioara
RTMIntroducerea armaturii preformate
RTM
Inchiderea matritei
Injectarea rasinii
RTM – extragerea piesei
RTM – Acoperis pentru automobil Ford Transit
Plastech Thermoset Tectonics
RTM Aplicatii
Plastech University of Plymouth
RTM - Avantaje
• Tolerante mici la grosime
• Se formeaza doua suprafete- in contact cu matritele
• Continut ridicat de fibre• Reducerea emisiilor de
stiren• Se poate automatiza
RTM - Dezavantaje
• Matrite scumpe• Limitari
dimensionale• Dificultati de control
a curgerii• Proprietatile rasinii
cu vascozitate redusa
Turnarea rasinii sub vid (Vacuum Resin Infusion)
Alte denumiri:
VARTM
RIFT
SCRIMP
Turnarea rasinii sub vid
• Foloseste formarea prin contact.
• Armatura uscata este inchisa etans intr-un sac polimeric.
• Rasina cu catalizatorul sunt turnate in armatura sub vacuum.
Schema procesului (SP Systems)
Turnarea rasinii sub vid
Matrita de contact
Matrita incarcata cu impaslitura de fibre
Turnarea rasinii sub vid
Atasarea partii superioare semirigide
Turnarea sub vid
www.polyworx.com
www.polyworx.com
Turnarea rasinii – avantaje fata de formarea manuala
• Caliatate mult mai buna a laminatelor
• Reducerea emisiiloe de stiren
• Obtinerea laminatelor intr-o singura operatie
Turnarea rasinii – Dezavantaje fata de formarea manuala
• Este necesar un control strict al procesului
• Multe consumabile • Necesita rasina cu
vascozitate redusa.
Turnarea rasinii - avantaje fata de RTM
• Matrite mult mai ieftine• Necesita un echipament
de procesare mai simplu
• Nu sunt restrictii dimensionale
• Se pot adapta matritele existente pentru formarea manuala.
Turnarea rasinii - Devavantaje fata de RTM
• Se formeaza doar o suprafata
• Control mai redus asupra grosimii pieselor
• Turnarea se poate face doar sub presiunea de 1 bar (presiune atmosferica)
Formarea prin infasurare
Filament winding process schematic
Materia prima – fibre continui
Formarea prin infasurareimpregnarea fibrelor; infasurarea pe o
suprafata de rotatie sub tensiune
Avantajele formarii prin infasurare
• Proces rapid• Nivel ridicat de
automatizare posibil• Controlul continutului de
rasina• Cost minim cu fibrele-
materie prima ieftina• Continut ridicat de fibre
– performante mecanice bune
Disadvantages of Filament Winding
• Shape limitations• Difficult to place
axial reinforcement• High mandrel and
equipment costs• Unmoulded outer
surface
Pultruderea
Pultruderea Schema procesului
Matrita de putrudere-detaliu
Injectia directa a rasinii in matrita
Avantajele pultruderii
• Proces rapid si ieftin• Control bun al
continutului de rasina• Formare in mediu
inchis – nivel scazut de emisii
• Cost minim cu fibrele
Dezavantajele pultruderii
• Se pot obtine doar produse cu sectiune transversala omogena pe lungimea produselor
• Costuri ridicate cu matritele prevazute cu dispozitive de incalzire
Turnarea centrifugala
• Armatura si matricea sunt depuse in interiorul unei forme cilindrice• Consolidarea se face in timpul rotirii formei
Depunerea rasinii si fibrelor tocate deposition
Depunerea rasinii de suprafata (gelcoat)
Deschiderea formei pentru evacuarea piesei
Top Related