-
-
- رشته‌پیچی مرطوب
-
در روش پیچش مرطوب یا اصطلاحا تر پیچی، الیاف قبل از پیچیده شدن روی مندرل با عبور از یک بستر رزین، ابتدا به رزین آغشته می‌شود و بعد بر روی مندرل پیچیده می‌شود. مزیت این روش، هزینه کم نسبت به روش خشک پیچی است. مزیت دیگر این روش، کاهش حباب هوا در لایه‌های مخزن است. رزین مرطوب، حباب‌های هوا را به سمت بیرون سازه هدایت می‌کند. معایب این روش کند بودن فرایند، عدم کنترل دقیق بر روی توزیع رزین و اتلاف آن می‌باشد. کند بودن فرایند به این علت است که در هنگام خیس خوردن الیاف، رزین باید کاملا به داخل الیاف نفوذ کند. زیرا هر دو تاری که بین آن ها رزین نباشد، محلی برای شروع شکست سازه می‌باشد. اتلاف رزین هم به دو صورت انجام می‌گیرد. الیافی که از داخل حمام بیرون می‌آید خیس است و ممکن است رزین از آن ها بچکد. همچنین در پایان فرایند رزین باقیمانده در ظرف خشک شده و غیر قابل استفاده می‌گردد. برای خیساندن الیاف با رزین، دو روش غوطه‌وری و غلتکی وجود دارد. در روش غوطه وری، الیاف از زیر قرقره هایی در داخل بستر رزین رد می‌شود، در روش غلتکی یک قرقره از زیر، رزین را با خودش بالا می آورد و الیاف را خیس می کند. در این روش رزین کمتری به الیاف می خورد و همچنین الیاف در حین خیس خوردن دچار خمش زیاد نمی‌شود[۶].
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
(الف)
(ب)
انواع بستر رزین الف) نوع غلتکی، ب) نوع غوطه‌وری[۶]
رشته‌پیچی خشک
در روش خشک پیچی از الیافی استفاده می‌شود که قبلا به طور کامل با رزین خیس خورده و اشباع شده‌است. این الیاف از پیش آماده شده را مستقیم بر روی مندرل می پیچیند. البته لازم است که مندرل تا حدودی گرم شود. مزایای این روش سرعت زیاد و کنترل میزان رزین می‌باشد. معایب این روش گران بودن آن، به دلیل پر هزینه بودن مواد اولیه و همچنین مشکلات مربوط به مدت زمان مجاز نگهداری الیاف می‌باشد.
خطاهای ساختی
در طول فرایند تولید لوله‌ها و مخازن کامپوزیتی، عیوبی رخ می‌دهد که این عیوب از مراحل ابتدایی ساخت الیاف و رزین تا مرحله نهایی پختن کامپوزیت اتفاق می‌افتد. از جمله عیوبی که دیده شده، می‌توان به خطای دستگاه پیچش الیاف اشاره کرد.
دستگاه های رشته‌پیچی به دو شیوه کار می‌کنند. در شیوه اول مندرل ثابت بوده و الیاف با پیچش حول مندرل، بر روی آن پیچیده می‌شود. در شیوه دوم الیاف ثابت بوده و با چرخش مندرل، الیاف به دور آن پیچیده می‌شود[۶].
همچنین در فرایند رشته‌پیچی، تقویت کننده بسته به نوع آرایش و شکل ظاهری، تحت یک زاویه مشخص به دور مندرل پیچیده می‌شود. بعلت وجود خطای اپراتور و خطای دستگاه، زاویه مشخص شده نیز با خطا همراه می‌شود. تغییرات زاویه سبب تغییرات در خصوصیات رفتاری ماده می‌شود. این تغییرات رفتار ماده را در فشارهای خارجی تحت تاثیر قرار می‌دهد. درصد نسبت تقویت کننده به زمینه را درصد حجمی تقویت کننده می‌گویند[۸]. در فرآیندهای تر پیچی، درصد حجمی با خطا همراه است. این خطا نیز در خصوصیات و رفتار مواد اثر گذار است.
شکل (۱-۸) شماتیک خطای زاویه رشته‌پیچی را نشان می‌دهد. در این پژوهش از یک دستگاه رشته‌پیچی برای تولید لوله و مخزن کامپوزیتی استفاده شد که قابلیت تولید لوله و مخازن تاقطر ۴ متر و طول‌های ۱۲متر را دارد. جابجایی محورهای این دستگاه توسط سرعت پیشروی تعیین می‌شود و جابجایی‌ها مستقل از سرعت پیشروی نیستند از اینرو تولید مخزن با زاویه مورد نظر طراح با خطا همراه است.
نمای شماتیک خطای دستگاه رشته‌پیچی با ۵ درجه خطا
در شکل (۱-۹) نمونه ای از خطای زاویه را در مقیاس صنعتی نشان داده است. همچنین در شکل (۱-۱۰) نمونه‌ای از خطای درصد حجمی را نشان می‌دهد که توزیع رزین توسط اپراتور صورت می‌گیرد که توزیع یکنواخت آن برای اپراتور میسر نیست.
بررسی خطای زاویه در حین فرایند ساخت[۷]
خطای درصد حجمی در حین فرایند ساخت[۹]
الگوهای رشته‌پیچی
در توسعه ساختارهایی با کارایی بالا، الیاف به صورت سه الگوی پایه ای روی مخزن پیچیده می‌شود. این الگوها، شامل رشته‌پیچی محیطی، مارپیچی و قطبی می‌باشد. الیاف پیچی محیطی مستلزم روش ها و تکنیک های پیچیده نمی‌باشد. انواع الگوهای رشته‌پیچی در جدول (۱-۳) نشان داده شده است.
رشته‌پیچی محیطی
این نوع الیاف پیچی تحت عنوان پیچش کمر پیچ شناخته می‌شود و در حقیقت پیچش حلقوی مانند مارپیچی، که زاویه ۹۰ درجه با محور طولی مخزن پیدا می‌کند. الیاف پیچی محیطی صرفا توانایی استحکام در برابر تنش های محیطی را دارا می‌باشد. در مخازنی که یک مندرل آن ها یک آستر فلزی است از این نوع الیاف پیچی استفاده می‌شود[۶].
رشته‌پیچی مارپیچی
برای تولید بخش‌هایی که توان خوبی در برابر نیروهای طولی داشته باشند باید مواد در جهت طولی نیز روی مخزن قرار گیرند. در این نوع رشته‌پیچی، مندرل با سرعت ثابتی می‌چرخد و الیاف با حرکات رفت و برگشتی رو مندرل پیچیده می‌شود و حرکت الیاف با سرعتی انجام می‌شود که زوایای دلخواه مارپیچی حاصل می‌گردد. در این الگو کنترل دقیق به منظور توزیع یکنواخت الیاف روی مخزن مورد نیاز است. در مخازن با آستر فلزی و مخازن تمام کامپوزیتی علاوه بر الیاف پیچی محیطی از الیاف پیچی مارپیچی استفاده می‌شود. به این دسته از مخازن کامپوزیتی که تنها با الیاف پیچیده می‌شوند، تمام پیچی می‌گویند[۶].
رشته‌پیچی قطبی
