ساخت کامپوزیت

1. ‫دیبهشت‬‫ر‬‫ا‬1393
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

3. ‫یت‬‫ز‬‫کامپو‬(‫ه‬‫ز‬‫چندسا‬)‫چیست؟‬
‫سکوپ‬‫و‬‫ماکر‬‫مقیاس‬‫فیزیکی،در‬‫مخلوط‬ ‫یک‬ ‫یت‬‫ز‬‫کامپو‬ ‫معموال‬‫دو‬‫یک،از‬
‫و‬‫هستند‬ ‫ی‬ ‫مشخص‬‫ز‬‫مر‬ ‫ای‬‫ر‬‫دا‬‫که‬ ‫است‬‫شده‬ ‫تشکیل‬ ‫ماده‬‫چند‬ ‫یا‬
‫است‬‫بیشتر‬ ‫ا‬‫ز‬‫اج‬ ‫تک‬‫تک‬ ‫خواص‬ ‫از‬ ‫مجموع‬ ‫خواص‬.
‫ماتریس‬(‫ین‬‫ز‬‫ر‬
‫یا‬ ‫سخت‬ ‫گرما‬
‫نرم‬ ‫گرما‬ ‫پلیمر‬)
‫الیاف‬
‫ی‬‫ز‬‫کامپو‬‫ت‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

4. ‫ها؟‬‫یت‬‫ز‬‫کامپو‬ ‫ا‬‫ر‬‫چ‬
‫ک‬ ‫هاست‬ ‫یت‬‫ز‬‫کامپو‬ ‫مخصوص‬‫ن‬‫ز‬‫و‬‫بودن‬ ‫پایین‬ ‫علت‬ ‫مهمترین‬‫ه‬
‫ی‬‫ز‬‫کامپو‬ ‫مواد‬‫ن‬‫ز‬‫و‬ ‫به‬‫ل‬‫مدو‬ ‫نسبت‬‫و‬‫ن‬‫ز‬‫و‬ ‫به‬‫استحکام‬ ‫نسبت‬‫تی‬
‫است‬ ‫ات‬‫ز‬‫فل‬‫از‬‫باالتر‬‫ی‬ ‫مشخص‬ ‫ر‬‫؛بطو‬.PMC‫با‬ ‫ها‬ ‫یت‬‫ز‬‫کامپو‬
‫ی‬‫پلیمر‬ ‫ماتریس‬
‫است‬ ‫ات‬‫ز‬‫فل‬‫از‬ ‫آسانتر‬‫آنها‬‫دهی‬ ‫شکل‬ ‫های‬ ‫ایند‬‫ر‬‫ف‬.
‫فضایی،اتومبیل،کش‬‫صنایع‬‫در‬ ‫برد‬‫ر‬‫کا‬ ‫قابلیت‬‫آنها‬‫تنوع‬‫ی‬‫ساز‬ ‫تی‬
‫و‬...‫د‬‫ر‬‫دا‬‫ا‬‫ر‬.
‫ی‬‫ظاهر‬‫یبایی‬‫ز‬
‫باالتر‬ ‫شمیمیایی‬ ‫مقاومت‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

5. ‫ها‬ ‫ین‬‫ز‬‫ر‬resins:‫پلیمرهای‬ ‫به‬ ‫پخت‬ ‫از‬ ‫پس‬ ‫که‬ ‫پایین‬ ‫مولکولی‬ ‫جرم‬ ‫با‬ ‫پلیمرهایی‬‫جرم‬ ‫با‬ ‫ی‬
‫شوند‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬ ‫نهایت‬ ‫بی‬ ‫مولکولی‬
‫مینه‬‫ز‬ ‫ماده‬‫نقش‬(‫ماتریس‬:)1-‫الیاف‬‫به‬‫نیرو‬ ‫انتقال‬2-‫از‬‫حفاظت‬
‫محیطی‬ ‫مخرب‬ ‫عوامل‬ ‫ابر‬‫ر‬‫ب‬‫در‬ ‫الیاف‬3-‫کننده‬‫تقویت‬ ‫فاز‬‫ی‬‫دار‬‫نگه‬
‫های‬ ‫رزین‬
‫گرماسخت‬
‫اپوکسی‬
‫پلی‬
‫استر‬
‫فنولیک‬
‫ها‬
‫پلی‬
‫ایمیدها‬
‫وینیل‬
‫استر‬
‫رزین‬
‫های‬
‫گرمانرم‬
‫ها‬ ‫نایلون‬
‫پلی‬
‫استرهای‬
‫گرمانرم‬
‫پلی‬
‫کربنات‬
‫پلی‬
‫ها‬ ‫استال‬
‫پلی‬
‫آمید‬-
‫ایمیدها‬
‫اتر‬ ‫پلی‬
‫اترکتون‬
‫پلی‬
‫فنیلن‬
‫اکساید‬
‫پلی‬
‫سولفون‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

6. ‫برد‬‫ر‬‫پرکا‬‫های‬ ‫ین‬‫ز‬‫ر‬
‫ی‬ ‫اپوکس‬
‫شیمیایی‬‫مقاومت‬
‫خوب‬(‫قلیایی‬‫محیط‬ ‫بویژه‬)
‫عالی‬‫چسبندگی‬
‫فرورفتگی‬
‫کم‬((shirinkage
‫مکانیکی‬‫خواص‬
‫خوب‬(‫چقرمگی،مقاومت‬
‫و‬‫ی‬ ‫سایش‬)..
‫و‬‫الکتریکی‬ ‫عایق‬‫خاصیت‬
‫باال‬‫ارتی‬‫ر‬‫ح‬
‫استر‬ ‫پلی‬(‫اشباع‬‫ر‬‫غی‬)
‫رزینها‬‫ترین‬‫پرمصرف‬
‫از‬‫کمتر‬‫شمیایی‬‫مقاومت‬
‫ی‬ ‫اپوکس‬
‫عالی‬‫چسبندگی‬
‫باال‬‫فرورفتگی‬(8‫تا‬12‫درصد‬)
‫خوب‬‫نسبتا‬‫خواص‬
‫ب‬‫نسبت‬ ‫تر‬‫پایین‬‫قیمت‬‫ه‬
‫ی‬ ‫اپوکس‬
‫مایعات‬ ‫بصورت‬ ‫ها‬ ‫رزین‬
‫می‬ ‫ارعرضه‬‫ز‬‫با‬ ‫به‬ ‫ویسکوز‬
‫شوند‬
‫پخت‬‫عامل‬
‫آمینی،آمیدی‬
‫مونومر‬‫پخت‬‫عامل‬
‫ن‬‫استایر‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

7. ‫الیاف‬fiber
‫از‬ ‫توجهی‬ ‫قابل‬‫حجم‬‫و‬ ‫است‬ ‫یت‬‫ز‬‫کامپو‬ ‫یک‬ ‫اصلی‬ ‫عضو‬‫الیاف‬‫آن‬
‫کند‬ ‫می‬ ‫اشغال‬‫ا‬‫ر‬.
‫کام‬ ‫بر‬‫گذار‬ ‫تاثیر‬ ‫عوامل‬ ‫مهمترین‬‫الیاف‬ ‫ایش‬‫ر‬‫آ‬‫و‬‫نوع،مقدار‬‫یت‬‫ز‬‫پو‬
‫است‬.
‫الیاف‬‫مهم‬‫های‬‫کمیت‬
‫مخصوص‬ ‫وزن‬
‫کششی‬ ‫استحکام‬
‫مدول‬ ‫و‬
‫خستگی‬ ‫مقاومت‬
‫انتقال‬ ‫ضرایب‬
‫حرارتی‬-‫الکتریکی‬
‫قیمت‬ ‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

8. ‫الیا‬‫مهمترین‬‫ف‬
‫صنعت‬‫در‬ ‫ها‬
‫یت‬‫ز‬‫کامپو‬
‫کوالر‬
‫شیشه‬
‫بور‬
‫طبیعی‬
‫هیبریدی‬
‫اکریلیک‬
‫کربن‬
‫سیلیس‬
‫کربن‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

9. ‫شکل‬
‫الیاف‬
‫نخ‬
‫تابیده‬str
anded
‫بافته‬ ‫نخ‬
‫شده‬w
ovwn
‫نمد‬m
ats
‫دسته‬
‫رشته‬
‫نتابید‬‫ه‬r
oving
‫نخ‬
yarn
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

10. ‫شیشه‬ ‫الیاف‬
E,S,C
‫کم‬ ‫قیمت‬
‫استحکام‬
‫باال‬ ‫کششی‬
‫مقاومت‬
‫ب‬ ‫شیمیایی‬‫اال‬
‫خواص‬
‫خوب‬ ‫عایقی‬
‫مدول‬
‫کم‬ ‫کششی‬
‫مخصوص‬ ‫وزن‬
‫زیاد‬ ‫نسبتا‬
‫زیاد‬ ‫سختی‬
‫ساخت‬fiber
glass
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

11. E-glass ‫الی‬ ‫رایجترین‬‫اف‬
‫شیشه‬
‫خواص‬
‫خو‬ ‫الکتریکی‬‫ب‬
‫پایین‬ ‫وقیمت‬
S-glass ‫باالترین‬
‫استحکام‬
‫نظامی‬ ‫صنایع‬
C-glass ‫مقاومت‬
‫باال‬ ‫شمیایی‬
‫صنایع‬
‫شیمیایی‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

12. ‫کربن‬ ‫الیاف‬
‫ی‬‫ز‬‫بسیار‬‫نسبت‬‫اد‬
‫ن‬‫ز‬‫و‬‫به‬ ‫استحکام‬
‫مدو‬ ‫باالی‬ ‫نسبت‬‫ل‬
‫ن‬‫ز‬‫و‬‫به‬‫ی‬ ‫کشش‬
‫خستگ‬ ‫استحکام‬‫ی‬
‫باال‬
‫انبساط‬‫ضریب‬
‫کم‬ ‫بسیار‬‫تی‬‫ر‬‫ا‬‫ر‬‫ح‬
‫قیمت‬‫ان‬‫ر‬‫گ‬
‫عایق‬‫خواص‬
‫ضعیف‬
Epoxy-carbone composite
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

13. UHM ‫بسیارباال‬‫ل‬‫مدو‬
‫ب‬ ‫تنسایل‬‫اال‬
HM ‫باال‬ ‫مدول‬
‫ب‬ ‫تنسایل‬‫اال‬
‫کم‬ ‫مدول‬
IM ‫مدول‬
‫متوسط‬
HT
SHT
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

14. ‫الیاف‬
‫امید‬‫ر‬‫آ‬(،‫کوالر‬)...
‫کنند‬ ‫متوقف‬‫ه‬
‫ها‬ ‫پرتابه‬
‫زیاد‬ ‫چقرمگی‬ ‫باال‬ ‫تنسایل‬ ‫رطوبت‬ ‫جذب‬
‫کم‬ ‫مقاومت‬
‫برابر‬ ‫در‬Uv
‫قیمت‬ ‫گران‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

15. ‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

16. ‫ر‬‫بو‬ ‫الیاف‬
Epoxy
Boron
Graphite
5‫استحکام‬ ‫برابرفوالد‬!
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

17. •‫ها‬ ‫آمین‬ ‫وپلی‬ ‫ها‬ ‫آمین‬(‫محیطی‬()‫ین‬‫ز‬‫ر‬ ‫پخت‬ ‫عامل‬
‫ی‬ ‫اپوکس‬ ‫های‬
•‫یدی‬‫ر‬‫آنید‬(‫باال‬‫دما‬)
•‫کاتالیتیک‬(‫آنیونی‬)
•‫آمیدها‬ ‫پلی‬
•‫کسیدی‬‫و‬‫پر‬(‫استر‬ ‫پلی‬ ‫های‬‫ین‬‫ز‬‫ر‬ ‫پخت‬ ‫عامل‬
‫پخت‬ ‫سیستم‬
‫صنعت‬ ‫در‬ ‫ایج‬‫ر‬
(‫شدن‬ ‫ای‬ ‫شبکه‬)
curing
resin chain
crosslinking
‫مواد‬‫این‬ ‫به‬Hardner‫یا‬curing
agent‫گویند‬ ‫می‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

18. ‫مواد‬ ‫سایر‬
‫مانند‬ ‫ها‬‫دهنده‬‫شتاب‬
‫کبالت‬‫نمک‬
‫شعل‬‫پرکننده،ضد‬‫مواد‬‫ه‬
‫و‬...
‫کیفیت‬ ‫افزایش‬
‫کامپوزیت،کاهش‬
‫فرایند‬ ‫زمان‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

19. ‫لی‬‫ژ‬ ‫پوشش‬gel coat
GEL COAT‫لی‬‫ژ‬ ‫پوشش‬:‫قالب‬ ‫سطح‬‫که‬‫ین‬‫ز‬‫ر‬‫الیه‬‫اولین‬‫ده‬‫ز‬
‫ش‬ ‫و‬‫طوبتی‬‫ر‬،‫ی‬‫جو‬ ‫مقاوم‬‫الیه‬‫یک‬ ‫تشکیل‬ ‫آن‬‫نقش‬ ‫و‬‫شود‬ ‫می‬‫یمیایی‬
‫است‬.‫باشد‬‫داشته‬ ‫تجاعی‬‫ر‬‫ا‬ ‫خاصیت‬‫کمی‬ ‫باید‬.
TOP COAT‫قالب‬‫از‬‫دن‬‫ر‬‫آو‬‫بیرون‬‫از‬‫بعد‬‫که‬‫یین‬‫و‬‫ر‬ ‫پوشش‬
‫شود‬ ‫می‬‫ده‬‫ز‬ ‫سطح‬‫ی‬‫و‬‫ر‬.
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

20. ‫ها‬‫یت‬‫ز‬‫کامپو‬ ‫اصطالحات‬
EEW:‫اپوکسید‬ ‫ه‬‫و‬‫گر‬ ‫از‬ ‫گرم‬ ‫واالن‬‫اکی‬ ‫یک‬ ‫ی‬‫حاو‬ ‫که‬ ‫ینی‬‫ز‬‫ر‬ ‫ن‬‫ز‬‫و‬
‫باشد‬.
Weight per epoxide:WPE
EMM:epoxy molar mass
Pot life:‫بگی‬‫ر‬‫بکا‬ ‫الیاف‬ ‫ی‬‫و‬‫ر‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫ین‬‫ز‬‫ر‬ ‫یم‬‫ر‬‫دا‬‫مهلت‬ ‫که‬‫مانی‬‫ز‬ ‫مدت‬‫و‬‫ریم‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫قابل‬‫غیر‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫ای‬ ‫له‬‫ژ‬ ‫ین‬‫ز‬‫ر‬ ‫مان‬‫ز‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫بعد‬
Shelve life:‫در‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫ین‬‫ز‬‫ر‬ ‫بشکه‬ ‫یا‬ ‫ظرف‬ ‫توان‬ ‫می‬ ‫که‬ ‫مانی‬‫ز‬ ‫مدت‬
‫شود‬ ‫ای‬ ‫له‬‫ژ‬ ‫اینکه‬ ‫ن‬‫بدو‬ ‫کرد‬ ‫ی‬‫دار‬‫نگه‬ ‫انبار‬.
‫ها‬ ‫کننده‬‫قیق‬‫ر‬:‫ند‬‫و‬‫ر‬ ‫می‬ ‫بکار‬ ‫ین‬‫ز‬‫ر‬ ‫یته‬‫ز‬‫ویسکو‬ ‫کاهش‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

21. Equivalent wt./NH=
𝑴𝒐𝒍𝒆 𝒘𝒕.𝒐𝒇 𝒄𝒖𝒓𝒊𝒏𝒈 𝒂𝒈𝒆𝒏𝒕
𝑵𝒐.𝒐𝒇 𝒂𝒄𝒕𝒊𝒗𝒆 𝒉𝒚𝒅𝒓𝒐𝒈𝒆𝒏
Curing agent(phr)=
100×Equivalent wt./NH
EEW
H2N-CH2-CH2-N-CH2-CH2-N-CH2-CH2-NH2
HH
Molecular Weight is 146
Functionality is 6
146 / 6 = 24 g / eq
EEW = 200 g
TETA
‫پخت‬ ‫عامل‬phr = 24 * 100 / 200 = 12 grams
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

22. ‫دهی‬ ‫شکل‬ ‫آیند‬‫ر‬‫ف‬
‫دستی‬ ‫گذاری‬ ‫الیه‬hand layup
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

23. ‫ی‬‫فشار‬ ‫ی‬‫گیر‬ ‫قالب‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

24. ‫خال‬ ‫تحت‬ ‫گیری‬ ‫قالب‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

25. ‫ها‬ ‫فیالمان‬ ‫پیچی‬ ‫سیم‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

26. ‫دهی‬ ‫شکل‬ ‫شهای‬‫و‬‫ر‬ ‫سایر‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

27. ‫ها‬ ‫کامپوزیت‬ ‫کاربرد‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

28. ‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

29. ‫کارگاه‬ ‫عملی‬ ‫قسمت‬
‫مواد‬ ‫معرفی‬
‫می‬ ‫بکار‬ ‫زیر‬ ‫مواد‬ ‫گالس‬ ‫فایبر‬ ‫نوع‬ ‫این‬ ‫ساخت‬ ‫در‬‫روند‬
1-‫اشباع‬ ‫غیر‬ ‫استر‬ ‫پلی‬ ‫رزین‬
2-‫نوع‬ ‫شیشه‬ ‫الیاف‬E(‫نمدی‬ ‫حالت‬)‫یا‬filament
mat
3-‫کبالت‬ ‫نفتانات‬(‫برای‬ ‫کاتالیزور‬ ‫و‬ ‫کننده‬ ‫فعال‬‫تجزیه‬
‫آغازگر‬)
4-MEKP‫پروکساید‬ ‫کتون‬ ‫اتیل‬ ‫متیل‬‫آغازگر‬
5-‫قالب‬ ‫واکس‬
6-‫کوت‬ ‫ژل‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

30. ‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬
‫واکس‬‫قالب‬
‫کوت‬ ‫ژل‬
‫نفتانات‬
‫کبالت‬
‫اشباع‬ ‫غیر‬ ‫استر‬ ‫پلی‬ ‫رزین‬
‫شیشه‬ ‫الیاف‬
MEKP

31. ‫کار‬ ‫نحوه‬
‫میزنیم‬ ‫واکس‬ ‫و‬ ‫کرده‬ ‫تمیز‬ ‫کامال‬ ‫را‬ ‫قالب‬ ‫ابتدا‬
‫سپس‬5‫سی‬ ‫سی‬MEKP‫مشخص‬ ‫مقدار‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫کبالت‬ ‫و‬
‫کوت‬ ‫ژل‬(‫قالب‬ ‫سطح‬ ‫اندازه‬ ‫به‬ ‫بسته‬)‫مخلوط‬ ‫و‬ ‫کرده‬ ‫اضافه‬
‫و‬ ‫زنیم‬ ‫می‬ ‫قالب‬ ‫روی‬ ‫نقاشی‬ ‫برس‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫کنیم‬ ‫می‬15-20
‫سپس‬ ‫شود‬ ‫پخت‬ ‫کوت‬ ‫ژل‬ ‫تا‬ ‫دهیم‬ ‫می‬ ‫مهلت‬ ‫دقیقه‬5
‫سی‬ ‫سی‬MEKP‫کبالت‬ ‫و‬‫ژل‬ ‫روی‬ ‫و‬ ‫کرده‬ ‫اضافه‬ ‫رزین‬ ‫به‬
‫م‬ ‫الیاف‬ ‫الیه‬ ‫یک‬ ‫سپس‬ ‫کرده‬ ‫ایجاد‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫الیه‬ ‫یک‬ ‫کوت‬‫ی‬
‫رزین‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫خارج‬ ‫هوا‬ ‫های‬ ‫حباب‬ ‫تا‬ ‫میدهیم‬ ‫فشار‬ ‫و‬ ‫گذاریم‬
‫کند‬ ‫تر‬ ‫را‬ ‫الیاف‬ ‫کامال‬.‫تکرا‬ ‫روش‬ ‫همین‬ ‫بعدی‬ ‫الیه‬ ‫برای‬‫می‬ ‫ر‬
‫شود‬(‫الیاف‬ ‫الیه‬ ‫یک‬ ‫رزین‬ ‫الیه‬ ‫یک‬)‫گ‬ ‫الیه‬ ‫اتمام‬ ‫از‬ ‫بعد‬‫ذاری‬
‫کامال‬ ‫تا‬ ‫شود‬ ‫داده‬ ‫مهلت‬ ‫فایبرگالس‬ ‫به‬ ‫ساعت‬ ‫چند‬ ‫باید‬
‫شود‬ ‫پخت‬.‫کامپوزیت‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫پس‬(‫فایبرگالس‬)‫ج‬ ‫قالب‬ ‫از‬ ‫را‬‫دا‬
‫کنیم‬ ‫می‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

32. ‫تصاویر‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬
‫کوت‬ ‫ژل‬ ‫پوشش‬ ‫اعمال‬
‫قالب‬ ‫روی‬

33. ‫الیاف‬ ‫الیه‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

34. ‫رزین‬ ‫اعمال‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

35. ‫کاری‬ ‫غلطک‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬

36. ‫پایان‬
‫گرگان‬ ‫گستان‬ ‫دانشگاه‬