Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

Özet

Bu makale, ıslak el yatırma/vakum torbası yöntemi kullanılarak elde edilen elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit laminatlar için bir üretim sürecini açıklamaktadır.

Özet

Geleneksel ıslak el yatırma işlemi (WL), fiber kompozit laminatların imalatında yaygın olarak uygulanmaktadır. Bununla birlikte, şekillendirme basıncındaki yetersizlik nedeniyle, elyafın kütle oranı azalır ve içeride çok sayıda hava kabarcığı hapsolur, bu da düşük kaliteli laminatlara (düşük sertlik ve mukavemet) neden olur. Kompozit laminatların imalatı için ıslak el yatırma/vakum torbası (WLVB) işlemi, hava kabarcıklarını gidermek ve basınç sağlamak için bir vakum torbası kullanan ve ardından ısıtma ve kürleme işlemini gerçekleştiren geleneksel ıslak el yatırma işlemine dayanır.

Geleneksel el yatırma işlemiyle karşılaştırıldığında, WLVB işlemiyle üretilen laminatlar, kompozit laminatlar için tüm faydalar olan daha iyi mukavemet ve sertlik, daha yüksek elyaf hacmi fraksiyonu ve daha düşük boşluk hacmi fraksiyonu dahil olmak üzere üstün mekanik özellikler gösterir. Bu süreç tamamen manueldir ve hazırlık personelinin becerilerinden büyük ölçüde etkilenir. Bu nedenle, ürünler boşluklar ve düzensiz kalınlık gibi kusurlara eğilimlidir, bu da laminatın dengesiz niteliklerine ve mekanik özelliklerine yol açar. Bu nedenle, laminatların mekanik özelliklerini sağlamak için WLVB sürecini hassas bir şekilde tanımlamak, adımları hassas bir şekilde kontrol etmek ve malzeme oranlarını ölçmek gerekir.

Bu makale, dokuma düz desenli cam elyaf takviyeli kompozit laminatların (GFRP'ler) hazırlanması için WLVB sürecinin titiz sürecini açıklamaktadır. Laminatların lif hacmi içeriği formül yöntemi kullanılarak hesaplanmış ve hesaplanan sonuçlar, WL laminatların lif hacmi içeriğinin %42.04 olduğunu, WLVB laminatlarınkinin ise %15.78 artarak %57.82 olduğunu göstermiştir. Laminatların mekanik özellikleri, çekme ve darbe testleri kullanılarak karakterize edildi. Deneysel sonuçlar, WLVB işlemi ile laminatların mukavemet ve modülünün sırasıyla %17.4 ve %16.35 oranında arttırıldığını ve özgül emilen enerjinin %19.48 oranında arttığını ortaya koymuştur.

Giriş

Elyaf takviyeli polimer kompozit (FRP), elyaf takviyesi ve polimer matrislerin ^1,2,3 karıştırılmasıyla üretilen yüksek mukavemetli bir malzeme türüdür. Düşük yoğunluğu, yüksek özgül sertliği ve mukavemeti, yorulma özellikleri ve mükemmel korozyon direnci nedeniyle havacılık ^4,5,6, inşaat^7,8, otomotiv 9 ve denizcilik ^10,11 endüstrilerinde yaygın olarak kul....

Protokol

1. Malzeme hazırlığı

1. Sekiz adet 300 mm x 300 mm dokuma cam elyaf kumaşı makasla kesin. Fiber filamentlerin düşmesini önlemek için önce kesimi bantlayın.
   NOT: Kumaşı keserken parmak batmasını ve filament solunmasını önlemek için maske ve eldiven takın. Sadece dokuma cam elyaf kumaş değil, tek yönlü kumaş ve karbon elyaf ve aramid elyaf gibi diğer elyaf türleri de mevcuttur.
2. 260 g epoksi reçine ve 78 g sertleştiriciyi 10:3 kütle oranına göre tartın.
   NOT: Elyaf kumaş ve reçine sistemi oranının, tek kat elyaf kumaşın metrekaresi başına 360 g epoksi reçine sistemi olması tavsiye edilir.

2. Ü....

Sonuçlar

Tablo 1 , numunelerin lif hacmi fraksiyonunu, ortalama kalınlığını ve üretim sürecini göstermektedir. G8-WLVB ve G8-WL, sırasıyla vakumlu torba işlemi ile ve vakumsuz ıslak elle yatırılarak üretilen 8 katlı cam kumaştan oluşan laminatları temsil eder. Açıkçası, vakum torbası yardımıyla, laminatlar elyaf hacmi fraksiyonunda %15.78'lik bir artışa ve ortalama kalınlıkta %16.27'lik bir azalmaya sahiptir.

WLVB ve WL numunelerinin çekme testi ile elde .......

Tartışmalar

Bu makale, düşük maliyetli el yatırma yöntemi için iki farklı üretim sürecine odaklanmaktadır. Bu nedenle, bu yazıda dikkatlice anlatılmak üzere daha basit, ustalaşması daha kolay, yatırım maliyeti daha düşük, laboratuvarlarda ve küçük ölçekli fabrikalarda malzeme modifikasyonu ile üretime uygun iki fabrikasyon süreci seçilmiştir. Laminatların kürlenmesi sırasında, yüksek konsolidasyon basıncı, yüksek kalitede laminatların üretilmesinde önemli bir rol oynar. Yeterli dış basınç .......

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
breather fabric	Easy composites	BR180
drop-weight impact testing machine	Instron	9340
Epoxy matrix	Axson Technologies	5015/5015
glass fiber	Weihai Guangwei Composites	W-9311
non-porous release film	Easy composites	R240
Peel ply	Sino Composite	CVP200
perforated released film	Easy composites	R120-P3
test machine	ZwickRoell	250kN
vacuum film	Easy composites	GVB200