יישום ניסיוני של שיטת ייצור ללא הפרדות צבע חדשה: חשיפת סיבי חשופות על פני השטח Composite בשיטת שכבה רכה

המטרה הכוללת של הליך זה היא לייצר קומפוזיט מחוזק בסיבים עם סיבים חשופים על פני השטח ללא כל טיפול פני השטח. טכניקה זו יכולה לחשוף סיבים חשופים על משטח מרוכב ללא שימוש בטיפולי משטח יקרים ולא יעילים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא בכך שהיא משפרת את המוליכות החשמלית ואת החוזק המכני של המרוכב.

לטכניקה זו יש גם פרודוקטיביות גבוהה. להכנת בד סיבי פחמן חד כיווני, ספוג מראש באפוקסי, ערמו ריבועים של prepreg עם חלק נפח סיבים של 50 עד 60% ברצף כולל כיוונים של אפס מעלות ו-90 מעלות כדי למנוע פיצול של הלמינציה. להכנת כל ריבוע של בד סיבי פחמן באריגה רגילה מראש, יש לנקות תחילה את הבד באצטון או אתנול.

הניחו את הבד על משטח נקי או על מגבון מעבדה נטול מוך, ואפשרו לאצטון להתאדות בתנאי הסביבה. קלף גיבוי אחד של יריעת שרף אפוקסי מסוג סרט עם טמפרטורת ריפוי של 125 מעלות צלזיוס. מרחו יריעה אחת של סרט שרף אפוקסי על בד הפחמן הנקי.

הניחו את צד אפוקסי הבד כלפי מטה על פלטה חמה בטמפרטורה של 70 מעלות צלזיוס. מחממים את הבד למשך 10 שניות כדי להספיג מראש את הבד באפוקסי. הניחו לבד prepreg להתקרר בתנאי הסביבה למשך 10 דקות.

לאחר מכן, הסר את יריעת הגיבוי שנותרה מהצד המצופה אפוקסי. ערמו את בד ה-prepreg באריגה רגילה ברצף הערימה הרצוי ליצירת לרבד בד סיבי פחמן באריגה רגילה. להכנת לבד סיבי פחמן לא ארוגים, יש למרוח יריעת אפוקסי תלת שכבתית על כל צד של פיסת לבד פחמן נקי ויבש.

מחממים את הצדדים המצופים באפוקסי של הלבד בחום של 70 מעלות צלזיוס למשך 10 שניות כל אחד עם מסה מוחלת על החלק העליון. הניחו לבד ה-prepreg להתקרר במשך 10 דקות, ולאחר מכן קלפו את יריעות הגיבוי הנותרות. לאחר מכן, יש לשטוף יריעות בעובי 25 מיקרומטר, לא מחורר, סרט שחרור אתילן פרופילן עם אתנול או אצטון.

יבש בזהירות את יריעות ה-FEP עם מגבונים נטולי מוך מבלי לגרום לקמטים או חורים. ודא שהסדינים נקיים ממזהמים וחלקיקים. לאחר מכן, הניחו כל סדין נקי ויבש בין מגבונים נטולי מוך, ואחסנו את הסדינים במארז פלסטיק נקי ונטול אבק.

כדי להתחיל בייצור המרוכב, יש למרוח שחרור תבנית סיליקון על תבנית הדחיסה. נגב את התבנית במגבונים נטולי מוך כדי להשאיר רק שכבה דקה של שחרור עובש. לאחר מכן, חתוך חתיכת לרבד סיבי פחמן מוכן כך שתהיה מעט קטנה יותר מחלל התבנית.

הניחו יריעה של סרט FEP נקי בעובי 25 מיקרומטר על התבנית התחתונה. מניחים את הלמינציה על התבנית, ומכסים אותה בסרט FEP בעובי 25 או 100 מיקרומטר, תלוי בסוג הסיבים. החלק בזהירות את הסרט כך שלא יישארו בועות אוויר בין השכבה הרכה לרבד.

לאחר מכן, סגור את תבנית הדחיסה. מחממים מכבש חם ל -150 מעלות צלזיוס, ומניחים את תבנית הדחיסה בבית הבד. עבור סיבים מרוכבים חד כיווניים, יש למרוח כל הזמן 20 מגה פסקל למשך 30 דקות.

לקבלת חומר מרוכב ארוג, יש למרוח 20 מגה-פסקל למשך ארבע דקות, לשחרר את הלחץ ולמרוח מחדש מיד 20 מגה-פסקל. יש לטהר את החומר בדרך זו עד שצמיגות השרף מתחילה לעלות. לאחר מכן, החזק את הלחץ על 20 מגה-פסקל עד שהקומפוזיט נרפא במשך 30 דקות בסך הכל.

עבור קומפוזיט לבד, הגדל לאט את הלחץ לשלושה מגה-פסקל, היזהר לא להגזים. רפאו את החומר בשלושה מגה-פסקל למשך 30 דקות. לאחר ריפוי הדגימה, מבלי לשחרר את הלחץ, יש לקרר את תבנית הדחיסה מתחת ל-120 מעלות צלזיוס.

לאחר מכן, שחרר את הלחץ, הסר את התבנית והסר את הדגימה המפוברקת. סריקת תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים שנרכשו בהטיה של חמש מעלות הראתה כי סיבים נראים בפירוט רב יותר בחומרים מרוכבים המיוצרים בשיטת השכבה הרכה מאשר בדפוס דחיסה קונבנציונלי. זה יוחס לחיסול השכבה העשירה בשרף על גבי הקומפוזיט.

למרות חיסול שכבת שרף האפוקסי, הסיבים לא הראו פגמים גלויים. המוליכות החשמלית בעובי דרך הייתה גדולה יותר בחומרים מרוכבים שיוצרו בשיטת השכבה הרכה, עם ירידה מקבילה בהתנגדות ספציפית לאזור מתחת ל-20 מילי-אוהם לסנטימטר רבוע בלחץ דחיסה של 1.38 מגה-פסקל. חוזקי המתיחה הנמדדים של חומרים מרוכבים בשכבה רכה היו דומים לאלו שיוצרו בשיטת הדחיסה הקונבנציונלית.

הבד הארוג ומרוכבי הלבד הראו עלייה של 22% ו-15% בהתאמה. עליות אלה יוחסו לשכבה הרכה המפעילה לחץ אחיד על פני המשטח המרוכב. על ידי ביצוע הליך זה, תוכל לייצר קומפוזיט חשוף לסיבים ללא קושי.

המנגנון פשוט. ועם הבנה טובה של החומר שלך, היישום פשוט עוד יותר. בעת ניסיון הליך זה, זכור לכוונן אותו כך שיתאים ליישום הספציפי שלך.

שקול את מצב הריפוי של המרוכב ואת התכונות התרמיות של השכבה הרכה, והתאם את ההליך בהתאם כדי להשיג את התוצאות הרצויות.