Method Article
* These authors contributed equally
ويرد وصف تقنية جديدة لتوطيد الضغط على وضع حقيبة فراغ المتابعة اختﻻق لدائنية مركب. والهدف من هذا البروتوكول تطوير تقنية بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لتحسين نوعية لدائنية ملفقة بطريقة حقيبة فراغ وضع المتابعة الرطب.
ويوضح هذا العمل بروتوكول لتحسين نوعية المركب لدائنية ملفقة بوضع المتابعة الرطب حقيبة فراغ عمليات استخدام مركب ساعد المغناطيس وضعت مؤخرا صناعة تقنية (ماكم). في هذا الأسلوب، تستخدم المغناطيس الدائم للضغط توطيد عالية بما فيه الكفاية خلال مرحلة المعالجة. لتعزيز كثافة المجال المغناطيسي، وهكذا، زيادة الضغط الضغط المغناطيسي، توضع المغناطيس على لوحة أعلى مغناطيسية. أولاً، الإجراء بأكمله من إعداد وضع المتابعة المركب في قاع مغناطيسي الصلب باستخدام لوحة يتم وصف عملية فراغ كيس وضع المتابعة الرطب التقليدية. ثانيا، يتضح وضع مجموعة من المغناطيس الدائم نيوديميوم-حديد-بورون، مرتبة في الأقطاب، على حقيبة فراغ بالتناوب. بعد ذلك، ترد الإجراءات التجريبية لقياس كسور الضغط وحجم الضغط المغناطيسي لمكونات المركب. وأخيراً، تناقش بالتفصيل الأساليب المستخدمة لتوصيف المجهرية والخواص الميكانيكية لدائنية المركب. النتائج تثبت فعالية الأسلوب ماكم في تحسين نوعية وضع المتابعة الرطب حقيبة فراغ لدائنية. هذا الأسلوب لا يتطلب استثمارات رأسمالية كبيرة للأدوات أو المعدات، ويمكن أن تستخدم أيضا لتدعيم الأجزاء المركبة هندسيا المعقدة عن طريق وضع المغناطيس على العفن أعلى مطابقة المتمركزة على حقيبة فراغ.
مركبات البوليمر المقوى بالألياف قد استخدمت على نطاق واسع في السيارات1،2، والفضاء الجوي3،4، البحرية5،6، وتشييد7،8 الصناعات بسبب خصائصها الفريدة مثل قوة معينة عالية والمعامل، والسلوك التعب مواتية والمقاومة للتآكل. حاليا، يغلب ملفقة لدائنية مركب عالي الجودة باستخدام طبقات من النسيج المشربة مسبقاً (بريبريج) علاجه في اﻷوتوكﻻف تحت درجات الحرارة المرتفعة وتوطيد عالية الضغط من 0.27-0.69 الآلام والكروب الذهنية (40-100 psi)9. إلى حد ما أقل جودة لدائنية مركب يتم إنتاجها بواسطة عملية وضع المتابعة الرطب، حيث لا يتم تطبيق ضغط توطيد أعلى. هذه العملية هي كثيفة العمالة، ولا تتطلب معدات باهظة الثمن، وتتم بوضع طبقة واحدة من القماش الجافة على العفن، وبعد ذلك تطبيق الراتنج. في معظم التطبيقات، يستخدم اسطوانة باليد قوة الراتنج إلى تعزيز الألياف ويعصر راتنج الزائدة. يتم تكرار هذا التسلسل حتى يتم الحصول على السمك المطلوب. ويمكن تحسين نوعية لدائنية تنتجها وضع المتابعة الرطب إلى حد كبير بتطبيق مزيج من فراغ (تسمى عملية فراغ كيس وضع المتابعة الرطب) وضغط توطيد إضافية في اﻷوتوكﻻف أثناء العلاج. توحيد ارتفاع الضغط أثناء علاج ييسر تدفق الراتنج، مما يؤدي إلى زيادة في حجم الألياف الكسر وإزالة الفراغات10،11 مما يؤدي إلى تحسين الخواص الميكانيكية. أبراهام et al. 12 أظهرت أنه يمكن ملفقة نسج عادي عالية الجودة زجاج ه لدائنية مركب مع جزء حجم ألياف عالية من حوالي 64 في المائة وانخفاض حجم الفراغ جزء من 1.6% استخدام حقيبة فراغ وضع المتابعة الرطب عند ضغط توطيد 1.2 الآلام والكروب الذهنية تطبيق اﻷوتوكﻻف.
الفراغات هي واحدة من العيوب الأكثر شيوعاً التي يتم تشكيلها من خلال تصنيع رقائق المركب. الفراغات التي تتراوح بين بضعة ميكرونات ميكرون مئات عدة تتشكل أساسا بسبب فخ الهواء أثناء وضع المتابعة وحل الرطوبة في الراتنج وطرد التطاير أثناء علاج13،،من1415. أيضا، يتم العثور على ديناميات التشريب التعزيز الليفي أثرا كبيرا في فخ الفراغ16،17. من المسلم به على نطاق واسع أن وجود فراغات في رقق مركب يمكن أن يؤدي إلى تخفيض كبير قوة13،،من1819، ومعامل،من2021، كسر المتانة22، والتعب الحياة23،24 لدائنية. على سبيل المثال، وجدت أن جود ورأيت25 كل زيادة بنسبة 1% في محتوى باطلة النتائج (ما يصل إلى 4 في المائة)، في حوالي 7 في المائة انخفاض في خصائص القص شعاع قصيرة. وعلاوة على ذلك، وجدت غيورسي26 ، في الكربون/الإيبوكسي المركبة، لكل 1% زيادة في محتوى باطلة، تخفيض 10% في القص إينتيرلامينار وقوة العاطفة وتخفيض 5% في معامل الكسر قد ينظر. وباﻹضافة إلى ذلك، فراغات آثاراً ضارة على الشروع في الكراك ونشر، فضلا عن امتصاص الرطوبة27،28. فمن المعروف جيدا أن معدل امتصاص الرطوبة لدائنية مع محتويات الفراغ أعلى أكبر، ويمتص الرطوبة قد يسبب تدهور واجهة مصفوفة الألياف وأدنى طويلة الأجل الخصائص الميكانيكية29، 30،،من3132. وهكذا، ضمان اتساق الخواص الميكانيكية وتحقيق أعلى مستويات الجودة في المنتجات المركبة، وينبغي تقليل محتوى باطلة.
على الرغم من أن علاج رقق مركب في اﻷوتوكﻻف تنتج أجزاء موثوق بها وذات جودة عالية، ستكون تكلفة المنتج عالية نظراً لاستثمار رأس المال الأولى واستخدام الطاقة المفرطة. وبالإضافة إلى اﻷوتوكﻻف علاج، ومجموعة متنوعة من تقنيات مثل نقل الراتنج ساعد فراغ صب (فارتم) ورقصة الفوكستروت عملية تم تطويرها واستخدامها لافتعال لدائنية مركب من اﻷوتوكﻻف32،33، 34 , 35 , 36-ومع ذلك، نظراً لعدم وجود ضغط موحدة وعالية، لدائنية تنتجها هذه الأساليب غالباً ما قد الخواص الميكانيكية أقل مقارنة بتلك التي في أجهزة اﻷوتوكﻻف37. في الآونة الأخيرة، هي تقنية رواية المشار إليها كالمغناطيس مركب مساعدة الصناعات التحويلية (ماكم) وقد استخدمت لتحسين نوعية وضع المتابعة الرطب حقيبة فراغ لدائنية المركبة عن طريق تطبيق ضغط دمج التي تم إنشاؤها بواسطة مجموعة عالية القدرة الدائمة مغناطيس38،39. ثم تم تمديد تطبيق هذه التقنية لإنتاج عالية الجودة، والهيكلية لدائنية مركب من اﻷوتوكﻻف استخدام المغناطيس الدائم ارتفاع درجة الحرارة40.
ويرد في هذه الورقة، بروتوكولا لتصنيع وضع المتابعة الرطب حقيبة فراغ لدائنية مركب باستخدام تقنية ماكم. ماكم، تستخدم نيوديميوم-حديد-بورون المغناطيس الدائم تطبيق ضغط توطيد عالية بما فيه الكفاية خلال العلاج، وبالتالي، تحسين نوعية لدائنية. أولاً، يتم وصف إعداد 6-رقائق، نسج عادي ه-زجاج/الإيبوكسي وضع المتابعة المركبة على لوحة أسفل الصلب. ثم، هو أظهر ترتيب المغناطيس الدائم في قطبية التناوب على صفيحة فولاذية أعلى، جنبا إلى جنب مع وضعها في حقيبة فراغ الضغط توحيد على وضع المتابعة المركب. وأخيراً، فإننا مخطط الخطوات اللازمة لقياس الضغط الضغط المغناطيسي، فضلا عن الأساليب المستخدمة لتوصيف الكسور حجم الفراغ والألياف والمجهرية، والخواص الميكانيكية لدائنية المركب. يتم فحص فعالية عملية ماكم بتلفيق وضع المتابعة الرطب حقيبة فراغ لدائنية أدلى تحت الضغط المغناطيسي ومقارنة الخصائص الخاصة بهم التي لفقتها حقيبة فراغ وضع المتابعة الرطب التقليدية دون مغناطيس. النتائج المتحصل عليها إثبات القدرة على الأسلوب ماكم لتحسين نوعية صفح عموما. هذا الأسلوب هو وسيلة بسيطة ومنخفضة التكلفة لتصنيع رقائق عالية الجودة، ويمكن تطبيقها على اختﻻق مكونات مركب كبيرة ومعقدة هندسيا بسهولة نسبية.
تحذير: الرجاء مراجعة صحائف بيانات السلامة المادية ذات الصلة (MSDS) قبل الاستخدام. استخدام معدات الوقاية الشخصية (سلامة النظارات والقفازات ومعطف مختبر، كامل طول السراويل وأحذية أغلقت تو).
1-المواد
2-مركب التصنيع باستخدام الضغط المغناطيسي في عملية وضع المتابعة رطب حقيبة فراغ
ملاحظة: الشكل 1 يبين تخطيطي مبسطة لإعداد المركب وضع المتابعة والضغط المغناطيسي، وهو موصوف في الأقسام 2.1-2.15.
3-قياس الضغط الضغط المغناطيسي
4-الراتنج حرق قبالة وتحليل ثيرموجرافيميتريك (TGA)
5-الفراغ وحساب الكسر حجم الألياف
6-فحص التصوير بالمجهر الإلكتروني (SEM)
7-توصيف خصائص العاطفة
للتحقيق في تأثير ماكم على نوعية لدائنية، اعتبرت العديد من السيناريوهات التي تستخدم أنواع مختلفة من النسيج ونظم الراتنج. الجدول 1 تقارير عملية التصنيع ومكونات المركب من 6-رقائق لدائنية مركب ه-زجاج/الإيبوكسي المصنعة تحت ستة تصنيع مختلف السيناريوهات. في سيناريوهات خط الأساس (ث-الأسبق-INF، ث-جمهورية مقدونيا-الوقود النووي المشع، وث-جمهورية مقدونيا-أبون)، ملفقة رقائق بحقيبة فراغ الرطب وضع المتابعة دون ضغط خارجي. السيناريوهات الثلاثة الأخرى (وات-الأسبق-INF ووات--جمهورية مقدونيا-INF WM-جمهورية مقدونيا-ابن) تستخدم لافتعال وضع المتابعة الرطب حقيبة فراغ لدائنية تحت الضغط الضغط المغناطيسي. ثم يتم مقارنة نوعية هذه لدائنية لتلك التي أدلى بها سيناريوهات خط الأساس. في السيناريو الأول والثاني، ث-الأسبق-INF و WM-الأسبق-INF، مصطنعة لدائنية نسج عادي ه-زجاج/INF. في السيناريو الثالث والرابع، ث-جمهورية مقدونيا-INF ووات--جمهورية مقدونيا-INF، يتم استبدال نسيج نسج عادي مع حصيرة عشوائية، ويستخدم نفس نظام الراتنج (أي، INF). في السيناريوهات الخامسة والسادسة، ث-جمهورية مقدونيا-ابن ووات--جمهورية مقدونيا-ابن، هو النسيج عشوائي حصيرة الزجاج ه، في حين يتم استبدال النظام الراتنج مع ابن ولزوجته متوسطة أعلى 766.9 الآلام والكروب الذهنية s مقابل 296 ق الآلام والكروب الذهنية راتنج INF. يمكن الاطلاع على تحليل أكثر تفصيلاً من السيناريوهات الأربعة الأخيرة في بيشفار et al. عام 2017 وأميرخوسرافي et al. عام 201738،39.
ويعرض الشكل 2a الضغط المغناطيسية التي تم إنشاؤها بواسطة ندفيب، N52-2.54 × 2.54 × 1.27 سم3 المغناطيس كدالة للمسافة بين المغناطيس وألواح الصلب. هذه المسافة سوف تتوافق مع سمك وضع المتابعة أثناء تصنيع الرقائق المركبة، وهكذا يمكن استخدامها لتحديد تباين الضغط الضغط المطبق بالمغناطيس. اقحم في الشكل 2 (أ) يوضح صورة فوتوغرافية للإعداد التجريبية المستخدمة لقياس تباين الضغط المغناطيسي كدالة للمسافة. كما هو موضح في المادة 3 من البروتوكول، تركيب يتكون من اثنين من الصفائح الفولاذية موازية (12.5 سم × 12.5 سم × 1.8 سم). لوحة الأعلى متصل 4.45 kN (1000 رطل) خلية تحميل. أسفل لوحة يتم تجميعها على الصليب-رأس أداة اختبار الميكانيكية. باستخدام هذا الإعداد، يتم قياس قوة جذب المغناطيس الدائم على أسفل لوحة كدالة للفجوة (أي المسافة بين المغناطيس وأعلى لوحة الصلب). خط متقطع في الشكل 2 (أ) يمثل الضغط المغناطيسي يقاس (القوة فوق منطقة المغناطيس) بأداة اختبار الميكانيكية، وخط متصل يمثل الضغط مصممة من البيانات المقدمة من مورد المغناطيس. وهناك اتفاق جيد عموما بين الضغوط المقاسة والقيم التي تم الحصول عليها من ورقة البيانات التقنية المقدمة من المورد. ويعتبر أن الزيادة في الضغط المغناطيسي يعتمد أضعافاً مضاعفة في الحد الفجوة. لذلك، كما توحد الرقائق أثناء عملية التجفيف، سمك وضع المتابعة النقصان تدريجيا ونتيجة لذلك، يزيد من الضغوط التي مورست بالمغناطيس. ويبين الشكل 2b نفس البيانات التجريبية المعروضة في الشكل 2 ألف ولكن نطاق الفجوة (أي، وضع المتابعة سمك) 1-4.5 ملم. وبالإضافة إلى ذلك، تطبيق الضغط المغناطيسي الأولية والنهائية خلال العلاج لدائنية وتتألف من أنواع النسيج المختلفة (أي، عادي نسج وحصيرة عشوائي) ونظم الراتنج (أي الوقود النووي المشع وابن) يتم عرضها في الشكل 2. سمك وضع المتابعة لدائنية نسج عادي/INF (وات-الأسبق-INF) أثناء عملية التوحيد يقلل من 1.5 ملم إلى 1.4 مم بسبب تدفق الراتنج وعلاج. وبناء على ذلك، يزيد الضغط المغناطيسي قليلاً من 0.38 إلى 0.39 الآلام والكروب الذهنية. رقائق سمك وضع المتابعة عشوائية حصيرة/INF التغييرات (وات--جمهورية مقدونيا-INF) من 2.8 مم 1.7 ملم، ونتيجة لذلك الضغط المغناطيسي يزيد بشكل ملحوظ من 0.27 إلى 0.36 الآلام والكروب الذهنية. سمك وضع المتابعة لدائنية بعشوائية حصيرة/ابن (وات--جمهورية مقدونيا-ابن) يقلل من 3.7 مم إلى 2.5 مم، وهكذا يرتفع الضغط الذي تم إنشاؤه معتدلة من 0.22 إلى 0.29 الآلام والكروب الذهنية.
ويعرض الجدول 2 متوسط سمك وكسر حجم الألياف، وحجم الفراغ جزء من لدائنية المصنعة مع ودون ضغط توطيد المغناطيسي. كما هو مبين في الجدول 2، استخدام الضغط الضغط المغناطيسي إلى حد كبير يقلل متوسط سمك لدائنية نسبة 12-47%. كما هو متوقع، تخفيض سمك صفح يرتبط بقوة مع الزيادة في حجم الألياف جزء صغير من لدائنية، حيث كسر حجم الألياف لدائنية يحسن بشكل ملحوظ من 13-98 في المائة بسبب الضغط المغناطيسي. من بين جميع السيناريوهات، أثر تطبيق الضغط المغناطيسي على رقائق عشوائي حصيرة/INF هو أكثر وضوحاً (أي 98 في المائة زيادة في حجم الألياف الكسر) بسبب عاملين اثنين: (1) جزء حجم ألياف أولية أقل بكثير من عمل لدائنية حصيرة عشوائية مقارنة نسج عادي لدائنية، و (2) استخدام الراتنج بلزوجته منخفضة من 296 ق الآلام والكروب الذهنية، مما يسمح لإزالة أسهل من الراتنج الزائدة. ومن الملاحظ أيضا أن الضغط المغناطيسي له ميزة إضافية في خفض حجم الفراغ جزء صغير من رقائق من 3.4-5.8 في المائة إلى 1.5-2.7 في المائة. وهكذا، يدفع الضغط المغناطيسي الراتنج الزائدة ليس فقط ولكن أيضا الفراغات من الرقائق.
يعرض الشكل 3 رقائق الصور SEM ه-زجاج/الإيبوكسي المصنعة تحت 6 سيناريوهات مختلفة في 35 X التكبير. لسهولة المقارنة البصرية، تظهر صور لدائنية بدون ضغط خارجي على اليسار وترد لدائنية تحت الضغط المغناطيسي على الحق. من هذه الصور، ومن الواضح أن استخدام الضغط الضغط المغناطيسي يؤدي إلى توطيد تحسن كثيرا بين تبحر و، وبالتالي يؤدي إلى انخفاض كبير في المناطق الغنية الراتنج. نتيجة لذلك سمك صفح هو انخفاض ملحوظ وهو زيادة حجم الألياف الكسر، خاصة في رقائق مصنوعة من نسيج حصيرة عشوائي وراتنج INF (وات--جمهورية مقدونيا-INF). كما تظهر هذه الصور أن مورفولوجية الفراغات يختلف تماما في رقائق مع ودون ضغط خارجي. الضغط المغناطيسي يقلل من عدد الفراغات ويجعل الفراغات الأصغر حجماً، مما أدى إلى كسر حجم الفراغ أقل في لدائنية. وأخيراً، ضغط الفراغات الموجودة بين الطيات يؤدي إلى أكثر ممدود الفراغات.
ويبين الجدول 3 قوة العاطفة ومعامل جميع لدائنية، وزيادة النسبة المئوية في خصائص العاطفة لدائنية تحت ضغط توطيد المغناطيسية. النتائج التي تظهر بوضوح أن قوة العاطفة ومعامل لدائنية هي تحسن كبير باستخدام الضغط المغناطيسي. زيادة قدرها 98 في المائة في حجم الألياف جزء صغير من رقائق عشوائي حصيرة/INF (وات-جمهورية مقدونيا-INF)، رغم وجود محتوى باطلة أدنى 1.46 في المائة، زيادة الأسباب 62% و 67% في قوة العاطفة ومعامل لدائنية، على التوالي. كما هو متوقع، نسج عادي/INF لدائنية (وات-الأسبق-INF) التي عرضت في البداية تحسين أقل من 13% في جزء حجم الألياف، وأظهرت الزيادة أدنى، 7% و 22%، في قوة العاطفة ومعامل، على التوالي. ونتيجة لذلك، تحسين في خصائص العاطفة لمجموعة متنوعة من مركب لدائنية تحت ضغط توطيد المغناطيسي يثبت قدرة ماكم لتحسين نوعية صفح عموما.
تصنيع السيناريو | نوع النسيج | نظام الراتنج | عملية التصنيع |
ث-الأسبق-INF | نسج عادي ه الزجاج | INF | حقيبة فراغ وضع المتابعة الرطب التقليدية دون استخدام ضغط خارجي |
وات-الأسبق-INF | نسج عادي ه الزجاج | INF | حقيبة فراغ الرطب وضع المتابعة مع استخدام الضغط توطيد المغناطيسي |
ث-جمهورية مقدونيا-INF | حصيرة عشوائي ه-الزجاج | INF | حقيبة فراغ وضع المتابعة الرطب التقليدية دون استخدام ضغط خارجي |
وات--جمهورية مقدونيا-INF | حصيرة عشوائي ه-الزجاج | INF | حقيبة فراغ الرطب وضع المتابعة مع استخدام الضغط توطيد المغناطيسي |
ث-جمهورية مقدونيا-ابن | حصيرة عشوائي ه-الزجاج | ابن | حقيبة فراغ وضع المتابعة الرطب التقليدية دون استخدام ضغط خارجي |
وات--جمهورية مقدونيا-ابن | حصيرة عشوائي ه-الزجاج | ابن | حقيبة فراغ الرطب وضع المتابعة مع استخدام الضغط توطيد المغناطيسي |
الجدول 1: تفاصيل مكونات وتصنيع ستة سيناريوهات المستخدمة في تصنيع 6-رقائق لدائنية المركب.
السيناريو تلفيق | متوسط السماكة (ملم) | كسر حجم الألياف (%) | زيادة في حجم الألياف الكسر (%) | إفراغ المجلد جزء (%) | انخفاض في حجم الفراغ جزء (%) |
ث-الأسبق-INF | 0.98 ± 0.01 | 45.65 ± 0.82 | ― | 3.44 ± 0.46 | ― |
وات-الأسبق-INF | 0.86 ± 0.01 | 51.63 ± 0.87 | 13 | 1.74 ± 0.39 | 49 |
ث-جمهورية مقدونيا-INF29 | 2.28 ± 0.04 | 24.84 ± 1.14 | ― | 5.09 ± 0.69 | ― |
وات--جمهورية مقدونيا-INF29 | 1.21 ± 0.01 | 49.10 ± 0.87 | 98 | 1.46 ± 0.24 | 71 |
ث-جمهورية مقدونيا-أبون30 | 3.18 ± 0.01 | 17.34 ± 0.84 | ― | 5.81 ± 1.24 | ― |
وات--جمهورية مقدونيا-ابن30 | 1.99 ± 0.03 | 26.88 ± 1.99 | 55 | 2.71 ± 0.36 | 53 |
الجدول 2: متوسط سمك وكسر حجم الألياف وحجم الفراغ جزء من لدائنية 6-رقائق تصنع تحت ستة سيناريوهات مختلفة. نسبة الزيادة في تخفيض الكسر والنسبة المئوية لحجم الألياف في كسر حجم باطلة بسبب الضغط المغناطيسي (n = 6 لكسر حجم الألياف وكسر حجم الفراغ و n = 35 لصفح متوسط سمك؛ وفواصل الثقة 95% لجميع البيانات) هي ونظرا أيضا.
السيناريو تلفيق | قوة العاطفة (الآلام والكروب الذهنية) | زيادة في قوة العاطفة (%) | معامل الكسر (GPa) | زيادة في معامل الكسر (%) |
ث-الأسبق-INF | 638.9 ± 27.0 | ― | 24.1 ± 0.5 | ― |
وات-الأسبق-INF | 681.1 ± 35.5 | 7 | 29.5 ± 0.9 | 22 |
ث-جمهورية مقدونيا-INF29 | 218.9 ± 11.4 | ― | 8.4 ± 0.3 | ― |
وات--جمهورية مقدونيا-INF29 | 354.6 ±15.5 | 62 | 14.0 ± 0.8 | 67 |
ث-جمهورية مقدونيا-ابن30 | 158.1 ± 8.9 | ― | 6.8 ± 0.1 | ― |
وات--جمهورية مقدونيا-ابن30 | 253.5 ± 20.1 | 60 | 9.9 ± 0.6 | 46 |
الجدول 3: قوة العاطفة ومعامل لدائنية المركب والنسبة الزيادة في خصائص العاطفة بسبب الضغط المغناطيسي (n = 7 لدائنية أدلى به ابن و n = 14 لبقية؛ فواصل الثقة 95% لجميع البيانات).
رقم 1: تخطيطي مبسطة لإعداد المركب وضع المتابعة وتطبيق الضغط المغناطيسي، كما هو موضح في المقطع بروتوكول- لهذا الغرض، ندفيب الخمسة والعشرين، تستخدم N52 2.54 × 2.54 × 1.27 سم3 المغناطيس الدائم لتوطيد ممارسة ضغوط على وضع المتابعة المركب. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 2: (أ) يولدها تباين الضغط المغناطيسي 1.27 سم3 المغناطيس ندفيب، × × 2.54 N52-2.54 كدالة للفجوة (أي، وضع المتابعة سمك). ويبين اقحم صورة فوتوغرافية للإعداد التجريبية المستخدمة لقياس الضغط المغناطيسي. (ب) الأولية والنهائية المغناطيسي الضغوط التي مورست أثناء علاج من نسج عادي/INF (وات-الأسبق-INF)، mat/INF(WM-RM-INF) عشوائي ولدائنيه (وات--جمهورية مقدونيا-أبون) حصيرة/أبون عشوائي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3: صور SEM 6-رقائق لدائنية مركب ه-زجاج/الإيبوكسي ملفقة باستخدام عملية حقيبة فراغ رطب وضع المتابعة مع وبدون استخدام الضغط المغناطيسي. (أ) ث-الأسبق-INF (صفح نسج عادي/INF، دون ضغط خارجي)، (ب) WM-الأسبق-INF (نسج عادي/INF صفح، مع الضغط المغناطيسي)، (ج) ث-جمهورية مقدونيا-INF (عشوائي حصيرة/INF صفح، دون ضغط خارجي)، (د) WM-جمهورية مقدونيا-INF ( حصيرة عشوائي/INF صفح، مع الضغط المغناطيسي)، (ه) ث-جمهورية مقدونيا-ابن (عشوائي حصيرة/ابن صفح، دون ضغط خارجي)، (و) WM-جمهورية مقدونيا-ابن (عشوائي حصيرة/ابن صفح، مع الضغط المغناطيسي). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
تطبيق توحيد ارتفاع الضغط أثناء العلاج من رقق المركب أهمية خاصة لتصنيع عالية الجودة جزء مركب47. إذا لم يتم تطبيق الضغط الخارجي والرقائق علاجه إلا في ظل فراغ، سيتضمن الجزء الأخير عموما ارتفاع محتوى باطلة، ربما تتجاوز 5 في المائة من حجم، و المناطق الغنية الراتنج غير مرغوب فيه48. المحتوى العالي من الفراغ وكسر حجم الألياف منخفضة والمناطق الغنية راتنج هي العوامل المؤثرة سلبا على الخواص الميكانيكية لدائنية المركب. في هذا العمل، وهو وضع بروتوكول تجريبي لتطبيق توحيد ارتفاع الضغط أثناء علاج رقق في عملية وضع المتابعة الرطب حقيبة فراغ وصف29. في هذا الأسلوب، أولاً، وضع المتابعة المركب على استعداد على لوحة أداة أسفل مغناطيسي وفقا لعملية وضع المتابعة الرطب التقليدية حقيبة فراغ. ثم، يتم وضع مجموعة من المغناطيس الدائم، تعلق على صفيحة فولاذية أعلى مغناطيسي، على حقيبة فراغ. في هذه الدراسة، يتم تطبيق المغناطيس مع زيادة درجة حرارة وضع المتابعة إلى 60 درجة مئوية، حيث اللزوجة راتنج يقلل إلى حد كبير. الضغط في أوقات مختلفة، مثل النقطة جيليشن، قد الغلة رقائق مع خصائص مختلفة13،،من4049. يعتمد مستوى الضغط المغناطيسي المطبق على الفجوة بين المغناطيس والمغناطيسية أسفل لوحة. وبالتالي، فإننا نقدم إجراء لقياس ضغط المغناطيسية التي تولدها مغناطيس كدالة للفجوة (أي، وضع المتابعة سمك).
لتحديد مدى فعالية ماكم، الرطب ملفقة لدائنية حقيبة فراغ وضع المتابعة مع مكونات مادية مختلفة باستخدام ستة سيناريوهات مع وبدون الضغط الضغط المغناطيسي. ثم، علينا أن نظهر الخطوات التفصيلية لتوصيف الكسور حجم الفراغ والألياف والمجهرية، وخصائص الكسر المركب لدائنية. لتقييم حجم الكسور لمكونات المركب، الراتنج-الحرق قبالة وهي تعليق الأساليب المستخدمة42. وتبين النتائج المعروضة أن استخدام الضغط الضغط المغناطيسي إلى حد كبير يزيد الكسر حجم الألياف ويقلل محتوى باطلة من الأجزاء. وبالإضافة إلى ذلك، ميكروستروكتورال تحليل للمركب، فحص التصوير بالمجهر الإلكتروني (SEM) المستخدمة، ويعطي نظرة ثاقبة موقع وميزات هندسية من الفراغات15. ويبين الشكل 3 على سبيل المثال، أن استخدام الضغط المغناطيسي أثناء علاج مفيد أيضا في خفض كل من حجم وعدد الفراغات، ومن ثم يقلل من احتمال فشل سابق لأوانه20،24. ونتيجة لذلك، تحسن هذه العوامل كثيرا من خصائص العاطفة لدائنية. ومع ذلك، فعالية ماكم مختلفة تبعاً لنوع مكونات المركب (الراتنج والألياف).
على الرغم من أن تصنيع رقائق مع هذا الأسلوب بسيط، يجب الحرص خلال الترتيب والموضع للمغناطيس الدائم كما أنها تولد ضغط عالي جداً (أي ضغط الحد أقصى من 0.64 الآلام والكروب الذهنية). الحد من هذا الأسلوب هو أن أسفل لوحة أداة يجب أن يكون المغناطيسي، مثل فولاذ المقاوم للصدأ 400 سلسلة، وأنه يجب أن تكون ثابتة ضد الحركة قبل وضع المغناطيس، نظراً لقوة الجذب المغناطيسية قد نقل وتحويل اللوحة إلى أعلى. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد الضغط التطبيقية بالمغناطيس على سمك الرقائق. على سبيل المثال، ندفيب، N52-2.54 × 2.54 × 1.27 سم3 الدائم المغناطيس ليست قادرة على توليد ضغط توطيد عالية (0.1 > الآلام والكروب الذهنية) عندما يتجاوز وضع المتابعة مركب السمك 6.5 مم. وفي هذه الحالة، تحتاج إلى مغناطيس أقوى استخدامها لتحقيق مستويات عالية من توطيد.
طريقة عرض مريحة للاستخدام، ولديه ميزة على أجهزة اﻷوتوكﻻف حيث أنها لا تتطلب تكلفة المعدات والأدوات. على الرغم من عدم توضيح هنا، هذا الأسلوب نطاق واسع ينطبق ليس فقط على وضع المتابعة الرطب حقيبة فراغ بل أيضا لسائر عمليات التصنيع للمواد المركبة، مثل الخروج من اﻷوتوكﻻف علاج بريبريجس ونقل الراتنج ساعد فراغ صب (فارتم). وعلاوة على ذلك، يمكن ملفقة المكونات المركبة الكبيرة بسهولة نسبية بانزلاق المغناطيس على طول الكيس فراغ إذا تم استخدام مواد تشحيم مناسبة بين المغناطيس وحقيبة فراغ. وبالإضافة إلى ذلك، على حد علمنا، هذا هو الأسلوب الوحيد الذي يسمح تطبيق الضغط المحلي، فضلا عن غير موحدة على وضع المتابعة مركب. اتجاه المستقبلي لهذا الأسلوب لتصنيع أجزاء المركبة هندسيا معقدة، ولكن بدلاً من وضع المغناطيس على لوحة مسطحة، أنهم قد توضع على العفن المتطابقة، والعلوي.
الكتاب لا تملك أي الكشف.
يشكر المؤلفون "المحل آلة أمي" في جامعة أوكلاهوما للمساعدة على جعل القالب وإنشاء تلفيق وأعضاء "مختبر أبحاث تصنيع مركب"، الدكتور يوسف ك. حميدي ومحمد عاكف يالسينكايا جاكوب أندرسون لمفيدة المناقشات.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Plain weave glass fiber | Hexcel | HexForce 3733 | The type of fibers can be substituted with any type of fabrics |
Randomly oriented chopped strand glass fiber | Fiberglast | 248 | |
TenCate EX-1522/IM7 | Tencate | it is a plain weave carbon/epoxy prepreg | |
PRO-SET INF-114 Infusion Epoxy | Composite Envisions | 1758 | The type of resin can be substituted with any type of resin suitable for wet lay-up vacuum bag process |
PRO-SET INF-211 Medium Infusion Hardener | Composite Envisions | 1760 | |
EPON 862 | Hexion Inc. | ||
EPIKURE Curing Agent 3300 | Hexion Inc. | ||
NdFeB, N52-2.54 × 2.54 × 1.27 cm3 | K&J Magnetics, Inc. | BX0X08-N52 | Magnets can be substitued with any type depending on the required pressure and application |
OLFA rotary cutter | Fibre Glast | 1706-A | |
Tacky tape | De-Comp Composites | D413Y | |
Polyester tape | De-Comp Composites | D574A | |
Squeegees | Fibre Glast | 62-A | Any type of squeegees can be used |
Roller | De-Comp Composites | D205 | Any type of rollers can be used |
PTFE-Coated fiberglass fabric sheets | McMaster-Carr Supply Company | 8577K81 | |
PTFE release agent dry lubricant | Miller-Stephenson | MS122AD | |
Perforated release film | Fibre Glast | 1787-C | |
Breather cloth | De-Comp Composites | ||
Vacuum bag film | Rock West Composite | WRIGHTLON 7400 | |
Aluminum twist lock vacuum valve | De-Comp Composites | D401 | |
Vacuum pump | Best Value Vacs | BVVRS1 | |
Flexible silicone-rubber heat sheets, adhesive backing | McMaster-Carr Supply Company | 35765K429 | |
400-series steel plate, 6.35 mm-thick | The lay-up is prepared on this plate | ||
steel plate, 4.76 mm-thick | The magnets are attached to this plate | ||
Aluminum sheet, 0.3-mm thick | |||
Lab stirrer mixer | Caframo | ||
Laboratory weigh scale | |||
AccuPyc II 1340 automatic gas pycnometer | Micromeritics Instrument Corporation | 134/00000/00 | |
Specific gravity cup, 83.2 mL | Gardco | EW-38000-12 | |
Acrylic cold mounting resin | Struers | LevoCit | |
Grinder/polisher | Struers | LaboSystem | |
Porcelain crucibles, 30 mL | United Scientific Supplies | JCT030 | |
Plastic Cups, 12 Oz, clear | It is used as epoxy mixing cups |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved