بطور كلي آميزه قالبگيري را ميتوان مخلوطي از رزين، مواد پركننده، الياف تقويت كننده، آغازگر، رها ساز، رنگدانه، پايدار كننده و ديگر مواد افزودني دانست. اين آميزهها معمولاً به شكلي كه مناسب براي قالبگيري نهايي است توليد ميگردند. بسته به شكل آميزه فرآيند قالبگيري ميتواند فشاري، ترزيقي و يا انتقالي باشد. كاربرد گستردة اين مواد به بهاي نسبتاً پائين و امكان بهينه سازي خواص آنها جهت كاربردهاي ويژه نسبت داده ميشود.
آميز ه قالبگيري ورقهاي (Sheet Moulding compound, SMC)
اين آميزه ورقهاي چرم – مانند با ضخامت 5-3 ميلي متر ازمواد است كه بين دو فيلم نازك از پلي اتيلن عرضه ميگردد (اين فيلمها قبل از قالبگيري آميزه برداشته ميشوند).
توليد SMC با تهيه محلول آبكي (slurry) از مواد در يك دستگاه مخلوط ساز با سرعت بالا آغاز ميگردد. همة اجزاء باستثناء تغليظ كننده بمدت 15 دقيقه با هم مخلوط ميشوند. در طي اين مدت دماي مخلوط تا حدود C ْ30 بالا ميرود. دراين مرحله ويسكوزيتة مخلوط حدود Pas 30-20 ميباشد. پس از اينكه عمل مخلوط سازي با تمام رسيد مادة تغليظ كننده (Thickener) اضافه گرديده و بسرعت طي مدت زمان حدود 5 دقيقه با بقية اجزاء مخلوط ميگردد. در اين مرحله خمير آماده است و جهت تلفيق با الياف به ماشين SMC منتقل ميگردد.
دراينجا خمير تهيه شده با ضخامت معين بر روي يك فيلم پلي اتيلني ( با پهناي يك متر و ضخامت mm 20-15) كه از رول فيلم بر بستر متحرك دستگاه باز ميشود ريخته ميشود. سرعت حركت اين فيلم بين m/min 9-5 ميباشد. اين فيلم از زير دستگاه برش الياف عبور ميكند و الياف بلند به طولهاي mm 25 بريده شده و با سرعتي كه درصد حجمي مورد نظر را فراهم سازد روي فيلم آغشته به خمير بصورت راندم مينشينند. اين فيلم بهمراه فيلم ديگر كه فقط خمير روي آن ريخته شده و فاقد الياف است با هم ساندويچ شده و از يكسري غلطك عبور ميكنند. اين غلطكها باعث آغشتگي الياف به رزين، خروج هوا از آميزه و همچنين تنظيم ضخامت ورق و در نتيجه تنظيم تركيب درصد الياف ميشود. در انتها ساندويچ تهيه شده بر روي يك غلطك بصورت رول جمعآوري ميگردد و در يك فيلم نايلون يا سلوفان پيچيده شده تا از فرار مونومر جلوگيري شود. اين رول سپس به محيطهاي كنترل از لحاظ دمائي منتقل شده تا مرحله تغليظ شدن در آن سپري شود. در مرحله تغليظ اجازه داده ميشود تا ويسكوزيته تركيب به حدي برسد كه ورق SMC براحتي قابل جابجائي، برش و قالبگيري باشد.
ويسكوزيته نهائي ورقة SMC در كيفيت قطعه قالبگيري شده نقش بسزائي دارد و بايد در محدودة خاصي باشد كه بين 106 ´ 50 و106 ´ 130 سانتي پواز است. در طي فرآيند قالبگيري ورقه SMC ، پيوندهاي تشكيل شده در عمل تغليظ بدليل افزايش حرارت شكسته شده و ويسكوزيتة آميزه كاهش يافته بگونهاي كه در قالب جاري ميشود و آنرا پر ميكند. بدنبال آن رزين شروع به ژل شدن نموده كه افزايش سريع ويسكوزيته را شاهد خواهيم بود.
تركيبات قالبگيري DMC, BMC
اين تركيبات بمنظور استفاده از فر‌آيندهاي اتوماتيكتر براي قالبگيري سيستمهاي رزيني توسعه يافتهاند. اين مواد تركيبات خميري شكل بوده كه به طور ناپيوسته در مخلوط ساز ژاكت دار با تيغه Z يا زيگما توليد ميگردند. مخلوط ساز متشكل از دو ظرف يكسان U -شكل از جنس فولاد زنگ نزن بوده كه درون هر ظرف تيغهاي وجود دارد. اين تيغهها در جهت مخالف هم چرخش دارند. ظرفيت اين مخلوط سازها بين چند كيلوگرم تا حدود 10 تن ميباشد.
توليد DMC معمولاً در درجه حرارت اتاق انجام ميشود هر چند امكان گرم كردن يا سرد كردن مخلوط از طريق گردش روغن در ژاكت مخلوط ساز وجود دارد. در فرآيند توليد ابتداء مواد پودري وزن گرديده و بمدت يك دقيقه با هم مخلوط ميشوند. رزين و ديگر مواد افزودني اضافه شده و مخلوط سازي بمدت 30-15 دقيقه ادامه مييابد. در طي اين مدت ميتوان مخلوط سازي را بمنظور پاك سازي ديوارة ظرف متوقف نمود. پس از هموژن شدن مخلوط الياف تقويت كننده بتدريج اضافه شده و با مخلوط آبكي رزين مخلوط ميشوند. اين عمل حدود 5 دقيقه بطول ميانجامد و هدف آن صرفاً توزيع مناسب الياف در سراسر رزين است. براي مخلوط سازهاي با تيغة Z يا زيگما فاصله بين تيغه و ديوارة ظرف در محدودة 3 تا 12 ميلي متر است. هر چه اين فاصله كمتر باشد عمل مخلوط سازي بهتر صورت ميگيرد اما احتمال آسيب رساندن به الياف بيشتر ميشود. نهايتاً تركيب حاصله در فيلمهائي كه مانع از تبخير مواد فرار ميشوند بسته بندي گرديده و يا بصورت رشته اكسترود شده و در بشكه هاي خاص نگهداري ميشوند.
BMC عموماً به تركيبي اطلاق ميگردد كه بر پايه رزين ايزوفتاليك است و همچنين عمل تغليطسازي در آن بوسيله MgO صورت ميگيرد. عمل تغليظسازي ميتواند ميزان پركننده را تا phr 100 تقليل دهد و لذا امكان افزايش ميزان تقويت كننده را فراهم سازد. كاهش ميزان پركننده در BMC ظاهر سطحي بهتري را نسبت به DMC براي آن فراهم ميسازد.
قالبگيري فشاري آميزه هاي قالبگيري:
بمنظور قالبگيري آميزههاي BMC, DMC, SMC ميتوان از قالبگيري فشاري استفاده كرد. مراحل كلي فرآيند را ميتوان بصورت زير بيان نمود.
مرحله اول: در اين مرحله آميزه بايد باندازة مورد نظر در قالب قرارداده شود. آميزة DMC, BMC را ميتوان پس از وزن نمودن بصورت توپ گرد درآورد و در وسط قالب قرار داد. آميزة SMC را ميتوان بصورت لايههاي مختلف بريد و بگونهاي در قالب چيد كه حدود %80-70 سطح قالب پوشانده شود.
مرحله دوم: قسمت بالائي قالب (فك متحرك) بسرعت پائين آورده ميشود. تا در تماس با سطح مواد قرار گيرد. سپس سرعت كم ميشود و بآرامي قالب بطور كامل بسته ميشود. سرعت بسته شدن قالب اهميت دارد، چرا كه سرعت بالا منجر به بدام افتادن هوا در قطعه و سرعت پائين منجر به پخت رزين و احتمال پرنشدن قالب ميشود.
مرحله سوم: در اين مرحله و پس از بسته شدن قالب براي مدتي قطعه در قالب نگه داشته ميشود تا مراحل پخت رزين با تمام برسد. سپس قالب باز شده و قطعة پخت شده بوسيله ميله هاي خارج كننده به بيرون رانده ميشود.
سيكل قالبگيري بستگي به سيستم رزين-آغازگر، ضخامت قطعه و پارامترهاي ديگر دارد اما بطور نمونه ميتوان گفت كه در حدود 45 ثانيه بازاي هر ميلي متر ضخامت در درجه حرارت بين °C 160-120 و فشار بين psi, 1000-200 ميباشد.
موارد زير ميتوانند در كيفيت قطعه حاصله مؤثر باشند.
- پيش حرارت دهي مواد قالبگيري
- قالبگيري در محيط خلاء
- پوشش دهي درون قالبي
فروشگاه ایران کامپوزیت، ارائه کننده محصولات الیاف شیشه و الیاف کربن
