رشته پيچي يك روش ساده و كارا براي توليد قطعات مدور مانند لوله و ظروف استوانه‌اي در اندازه‌هاي مختلف مي‌باشد. قطعات با قطر mm 25 تا m 6 در اين فرآيند متداول مي‌باشد. در اين فرآيند الياف رشته اي يا نوارهاي پيوستة الياف با شرايط كنترل شده روي يك مغزي پيچيده مي‌شوند. لايه‌ها با يك طرح يكسان و يا متفاوت پيچيده مي‌شوند. به هنگام پيچش الياف، كشش الياف بين لايه‌هاي پخت نشده كامپوزيت فشار ايجاد مي‌كند.

اين فشار بر فشردگي الياف و درصد حباب هوا در قطعه- كه كنترل كنندة استحكام و سفتي قطعه مي‌باشد- مؤثر است. رزين ممكن است قبل، به هنگام و بعد از پيچش روي الياف اعمال شود. در نهايت رزين در دماي محيط و يا دماي بالاتر و بدون اعمال فشار پخت شده، مغزي از درون آن بيرون كشيده مي‌شود. عمليات تكميلي مانند ماشين كاري و سنباده زني معمولاً احتياج نيست.

 

چرخه توليد كامپوزيتهاي رشته پيچي شده را مي‌توان به مراحل ذيل تقسيم نمود:
- پيچش قطعه روي مغزي
- حرارت دهي و پخت رزين كه منجر به شكل‌گيري قطعه مي‌شود.
- سرد كردن قطعه
- بيرون كشيدن قطعه از مغزي

در ابتدا فقط از الياف شيشه به عنوان تقويت كننده در اين فرآيند استفاده مي‌شد ولي امروزه براي قطعات با استحكام بالا از الياف كربن و براي قطعات چقرمه و سبك از الياف آراميد استفاده مي‌شود. اين الياف به شكلهاي فيلامنت تنها، رشته‌اي، پارچه و نوارهاي بافته و نبافته مي‌توانند استفاده شوند.
پلي استرها و وينيل استرها بدليل قيمت پايين، خواص خوب مكانيكي و شيميايي، بسيار مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در برخي قطعات نظامي و هوافضايي از رزين اپوكسي استفاده مي‌شود. سيليكونها، فنوليكها و پلي ايميدها محدود به كاربرد ويژه الكتريكي يا دماي بالا مي‌باشند.
انتخاب يك رزين خاص در يك سيستم مشخص بستگي به شرايط فرآيند، الزامات پخت و خواص فيزيكي مورد نظر دارد. ويسكوزيته و تاريخ مصرف سيستمهاي مخلوط با كاتاليست از نظر فرآيندي داراي اهميت فراواني است. زمان ژل شدن و رفتار جريان نيز متغيرهاي مهمي محسوب مي‌شوند. براي خيس خوردگي الياف و خروج هواي محبوس، ويسكوزيتة پايين رزين الزامي است.
اگرچه رزينهاي گرماسخت در فرآيند رشته پيچي متداول هستند، ولي تحقيق و توسعه در بكارگيري ماتريسهاي گرمانرم نيز در اين فرآيند پيشرفتهاي خوبي داشته است و قطعات حاصله خواص ممتازي از خود نشان داده‌اند.
عمده‌ترين عوامل مؤثر بر خواص قطعات تهيه شده به روش رشته پيچي عبارت است از:
- درصد رزين و توزيع آن
- كشش به هنگام پيچش الياف
- شرايط الياف آغشته شده
- پهناي نوار الياف مورد استفاده
- آرايش الياف
- سيكل پخت
جدا كردن تأثير هركدام از عوامل فوق دشوار است و به هم مربوط مي‌باشند. از جمله نقايص يا ضعفهايي كه در قطعه به چشم مي‌خورد مي‌توان به موارد ذيل اشاره نمود:
حباب هوا، نقاط خشك، نقاط آكنده از رزين، شكست زودهنگام، نواحي شكست موضعي پخت ناقص يا ناهمگون.
درصد رزين و توزيع آن براي كنترل وزن و ضخامت اهميت فراواني دارد. اكثر قطعات هوافضا داراي تلورانس وزني 2% مي‌باشند. از نظر استحكام تغييرات مفرط درصد رزين، موجب ناهمگوني توزيع تنش و شروع شكست مي‌شود. درصد رزين به كششِ هنگام پيچش بسيار وابسته است. جريان رزين حاصل از فشار الياف، جهت خارج كردن حبابهاي هوا و ساير مواد فرار سودمند است ولي كشش به هنگام پيچش يك متغير حساس در كنترل و كاهش مقدار حبابهاست. حبابهاي اضافي موجب كاهش استحكام برشي بين لايه‌اي و افت استحكام فشاري و مقاومت در برابر خمش و شكم دادن مي‌شود.
دما، رطوبت، شرايط آب و هوايي، پيري و ساير شرايط محيطي بر خواص كامپوزيتهاي رشته پيچي شده تأثير مي‌گذارند. تأثير اين عوامل همانند تأثير بر قطعات كامپوزيتي تهيه شده با ساير روشها، مي‌باشد. مسئله‌اي كه وجود دارد اين است كه پايين بودن درصد رزين در كامپوزيتهاي رشته پيچي شده، موجب مي‌شود كه آنها براي نفوذ رطوبت و تخريب در محيطهاي شديداً مرطوب مستعدتر شوند. تأثير منفي دوره‌هاي گرما-رطوبت مي‌تواند با استفاده از رزينهاي كاراتر در لايه‌هاي آخر به حداقل برسد.
قطعات رشته پيچي شده از نظر كميت هم در صنايع هوافضا و هم كاربردهاي تجاري، اهميت قابل توجهي دارند. البته تكنولوژي پيچش و طراحي در اين دو زمينه متفاوت است زيرا كارايي‌هاي مورد نظر متفاوت مي‌باشد.
تكنولوژي پيچش در صنايع هوافضا بسيار ويژه و طراحي شده براي كارهاي خاص و با قيمتهاي بالاتر مي‌باشد. عمده تلاشها در راستاي بكارگيري اين تكنولوژي در ساخت بدنة موتور راكتها، مخازن تحت فشار، لوله‌هاي شليك موشك و ملخ هلي كوپتر بوده است. در آنجا نسبت استحكام به دانسيته بيشترين اهميت را داراست و هدف اين است كه الياف در جهت نيروي اعمالي آرايش داده شوند. از سوي ديگر در بخش تجاري نگاهها بسوي كاهش قيمت توليد و استحكام متوسط مي‌باشد. سيستم الياف شيشه - رزين پلي استر به همراه تجهيزات سادة پيچش، براي سرعت بالاي توليد و قيمت پايين با موفقيت بكار گرفته شده‌اند. براي تانكهاي ذخيره سازي، لوله‌هاي انتقال مواد مورد مصرف در صنايع شيميايي، فنرها، محور خودرو و پره‌هاي توربين بادي از مواد مقاوم شيميايي و گريدهاي الكتريكي استفاده مي‌شود.

 

فروشگاه ایران کامپوزیت، ارائه کننده محصولات الیاف شیشه و الیاف کربن

گالری

Template Design:Dima Group