Engineering
This content is Open Access.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Fabricage en ontwerp van op hout gebaseerde hoogwaardige composieten
Summary November 9th, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Delignified gedensificeerde hout vertegenwoordigt een nieuw veelbelovend lichtgewicht, hoogwaardig en biobased materiaal met een groot potentieel om in de toekomst gedeeltelijk te vervangen door natuurlijk vezelversterkte of glasvezelversterkte composieten. Hier presenteren we twee veelzijdige fabricage routes en demonstreren we de mogelijkheid om complexe composietonderdelen te maken.
Transcript
In deze video tonen we de fabricage van verdicht, gedeligneerd hout dat een nieuw lichtgewicht, hoogwaardig en biobased materiaal vertegenwoordigt. De gepresenteerde, gesloten schimmelverdichting en de bijzondere vacuümverwerking combineren vormgeven, verdichting en drogen in een eenvoudige en schaalbare aanpak. Gedicht, cellulose materiaal kan een aantrekkelijk alternatief voor andere plantaardige vezels of glasvezel composieten, en kan mogelijk toepassing te vinden in de auto-industrie.
Om te beginnen, monteer een roestvrijstalen monsterhouder in een kristalliserende schotel en plaats een magnetische, roerbalk onder de monsterhouder. Stapel een punt vijf millimeter dik, radiaal gesneden sparren fineer op de top van de houder, en scheiden ze door metalen mazen of metalen mesh strepen. Bereid een een tot een volume mengsel van 30 gewicht procent waterstofperoxide en glaciale azijnzuur, en giet het mengsel in de kristalliserende schotel totdat het fineer volledig zijn afgedekt.
Week de monsters 's nachts bij kamertemperatuur in de oplossing terwijl u roert bij 150 tpm. In de ochtend verwarm je de oplossing tot 80 graden celsius op de roerplaat en voer de reactie zes uur lang uit voor volledige delignificatie. Pas de delignificatietijd aan, afhankelijk van de dikte van het monster.
Giet na delignificatie de delignificatieoplossing in een lege beker en laat deze afkoelen voordat het wordt verwijderd. Spoel het gedeligneerde fineer voorzichtig meerdere keren af met gedeïioneerd water. Vul vervolgens de kristalliserende schotel met gedeïmiseerd water om door te gaan met het wassen van het fineer zonder te roeren.
Vervang het water twee keer per dag totdat het waswater een pH boven de vijf bereikt. Verwerk het natte, gedeligneerde fineer binnen twee tot drie weken, of droog de platen tussen metalen mazen voor opslag. Gebruik mallen gemaakt van een open, poreus materiaal.
Bijvoorbeeld, keramische mallen of poreuze, 3D-geprinte polymeer mallen om water te verwijderen en voldoende drogen mogelijk te maken. Voor kromming stralen in de centimeter bereik, of vlak structuren, gebruik monsters die zijn geconditioneerd op 95 procent relatieve vochtigheid, op 20 graden Celsius. Voor kleinere kromming stralen, draperen het fineer in het water verzadigde staat.
Droog het gedrapeerde materiaal voor in een open mal bij een relatieve luchtvochtigheid van 95 procent, of droog het materiaal voor in een oven op 65 graden Celsius gedurende vijf tot 30 minuten om het vrije water te verwijderen. Verdicht het fineer in de gesloten mal met behulp van schroefklemmen. Versnel het droogproces door het plaatsen van de mal in een oven op 65 graden Celsius.
Na het volledig drogen, de-mold het composiet deel en hergebruik van de mal voor een nieuwe run. Gebruik een poreuze, open mal of een niet-poreuze schimmel met een poreuze laag op de top van de mal of op de top van de gedeligneerde hout, om te drogen mogelijk te maken. Breng een textiellaag aan om de mal te beschermen tegen verontreiniging.
Dgarpeer vervolgens een met water verzadigd gedeligneerd fineer bovenop het textiel en bedek het met een tweede textiellaag en een stroomgaas. Plaats de mal op de top van een roestvrijstalen plaat, breng afdichting tape en vacuüm buizen, en wikkel de mal met een vacuüm zak. De poreuze laag zorgt ervoor dat het water naar de vacuümbuis stroomt.
Breng een vacuüm aan voor het drogen en gelijktijdig verdichten van de composiet. Voor versneld drogen, plaats de set-up in een oven op verhoogde temperatuur op 65 graden celsius. Gebruik koude vallen om te voorkomen dat water in de vacuümpomp komt.
Zet het vacuüm aan en houd de oliepomp in een drukbereik van tien tot min twee millibar. Na het drogen, de-mold de droge composiet en hergebruik van de mal en vacuüm opgezet voor een nieuw samengesteld onderdeel. Kies de vezel oriëntatie hoek van de lagen als in de traditionele composiet productie, en de vervaardiging van dikke, meerlaagse composiet onderdelen door lay-up technieken.
Verhoog de hechting tussen gedeligneerde houtlagen door het aanbrengen van een lijm op waterbasis, bijvoorbeeld 16 punt 5 gewichts procent zetmeeloplossing tussen de lagen tijdens het drapersproces. Na verdichting en drogen, de-mold het composiet deel en de machine afwerking met de hand of met standaard houtgereedschappen. Om te recyclen, plaats de gedeligneerde houtcomposieten in water en laat het materiaal desintegreren.
Geef vervolgens de vorm van het pulpmateriaal opnieuw vorm om een nieuw product te verkrijgen. Volledige delignificatie resulteerde in een fragiel, vormbaar cellulosemateriaal in de natte toestand. Gesloten schimmel verdichting van waterverzadigd gedeligneerd hout veroorzaakt vezelafwijkingen en scheuren in het uiteindelijke materiaal als gevolg van vrij water in de steiger.
Met vochtig, voorgeconditioneerd gedeligneerd hout werd een redelijke vorm gehandhaafd en de verdichting leidde niet tot vervormingen en defecten van vezeluitlijning. De open mal proces werd gebruikt om een helm te vervaardigen door het plaatsen van water-verzadigde gedeligneerde houtfineer in een gipsmal. Draperen van twee buitenste lagen met zeshoekige vlokken werd gevolgd door draperen de binnenste vier lagen in een nul meer dan 90 lay-up.
Na verdichting en het drogen van het deel door vacuüm, werd het droge deel gedegoten en afgewerkt met een snijder. Mogelijke problemen tijdens vacuümverwerking zijn het optreden van kleine scheuren, die worden veroorzaakt door krimp of onvolledig drogen. De cellulose zetmeel composiet is allemaal bio-based die het mogelijk maakt voor desintegratie in water.
Na desintegratie werd de vezelachtige drijfmest gebruikt voor de productie van nieuwe vezelproducten. Afbraak van de gedeligneerde houtvezels werd bereikt door ze in een petrischaal gevuld met grond en water. Verschillende biologische afbraak graden werden getoond na een dag, acht dagen, en 26 dagen.
De belangrijkste factor voor een succesvolle gedeligneerde houtverdichting is het waarborgen van de juiste vochtigheidstoestand van het cellulosemateriaal dat is afgestemd op de toegepaste verdichtingstechniek. Voor complexe vormen, grootschalige productie, raden we aan om onze nieuw ontwikkelde, vacuümvormende techniek te gebruiken, waardoor gelijktijdige verdichting en drogen mogelijk zijn. Gedeligneerd hout is een veelzijdig materiaal.
Naast de potentiële toepassing als een high-performance materiaal, biedt het verder aantrekkelijke en diverse ontwerpopties.
Please enter your institutional email to check if you have access to this content
has access to
BackLogin to access JoVE
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
To receive a free trial, please fill out the form below.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You
Thank You
Thank You
CH
DE