การใช้วัสดุคอมโพสิต การใช้วัสดุคอมโพสิตในการก่อสร้าง

การใช้งาน วัสดุคอมโพสิตในการก่อสร้าง

คอนกรีตราคาถูกและใช้งานได้หลากหลายเป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีที่สุด วัสดุก่อสร้างในหลายประโยค เนื่องจากเป็นคอมโพสิตที่แท้จริง คอนกรีตทั่วไปจึงประกอบด้วยกรวดและทรายที่เชื่อมติดกันเป็นเมทริกซ์ของซีเมนต์ โดยมักจะเสริมเหล็กเสริมเพื่อเพิ่มความแข็งแรง คอนกรีตสามารถอัดได้ดีเยี่ยม แต่จะเปราะและอ่อนแรงเมื่อรับแรงดึง ความเค้นดึง เช่นเดียวกับการหดตัวของพลาสติกระหว่างการบ่ม ทำให้เกิดรอยแตกที่ดูดซับน้ำ ซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนในที่สุด อุปกรณ์โลหะและการสูญเสียความแข็งแรงของคอนกรีตอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการทำลายของโลหะ

เหล็กเส้นคอมโพสิตได้รับการอนุมัติเมื่อ ตลาดการก่อสร้างเนื่องจากความทนทานต่อการกัดกร่อนที่พิสูจน์แล้ว แนวทางการออกแบบและโปรโตคอลการทดสอบใหม่และที่ได้รับการปรับปรุงทำให้วิศวกรสามารถเลือกพลาสติกเสริมแรงได้ง่ายขึ้น

พลาสติกเสริมใยแก้ว (ไฟเบอร์กลาส, หินบะซอลต์) ได้รับการพิจารณาว่าเป็นวัสดุในการปรับปรุงประสิทธิภาพของคอนกรีตมานานแล้ว

ในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา เหล็กเส้นคอมโพสิตได้เปลี่ยนจากการเป็นต้นแบบทดลองมาเป็นการทดแทนเหล็กที่มีประสิทธิภาพในหลายโครงการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อราคาเหล็กสูงขึ้น

ตาข่ายคอมโพสิตในแผงคอนกรีตสำเร็จรูป: ตาข่ายอีพ็อกซี่คาร์บอน C-GRID ที่มีศักยภาพสูงจะมาแทนที่เหล็กแบบเดิมหรือเหล็กเส้นในโครงสร้างสำเร็จรูปเป็นการเสริมแรงรอง

C-GRID คือสายพ่วงแบบหยาบของสายพ่วงคาร์บอน/อีพอกซีเรซิน ใช้แทนตาข่ายเหล็กรองในแผ่นคอนกรีตและงานสถาปัตยกรรม ขนาดตาข่ายแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับคอนกรีตและชนิดของมวลรวมตลอดจนข้อกำหนดด้านความแข็งแรงของแผง

การใช้เส้นใยสั้นในคอนกรีตเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของมันเป็นเทคโนโลยีที่จัดตั้งขึ้นมานานหลายทศวรรษหรือหลายศตวรรษโดยพิจารณาว่าในจักรวรรดิโรมัน ครกเสริมด้วยผมม้า การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของคอนกรีต (ความสามารถในการทำให้พลาสติกเสียรูปโดยไม่แตกหัก) โดยการยึดส่วนของโหลดไว้เมื่อเมทริกซ์ได้รับความเสียหายและป้องกันการเติบโตของรอยแตก

การเพิ่มเส้นใยช่วยให้วัสดุเปลี่ยนรูปพลาสติกและทนต่อแรงดึงได้

ใช้คอนกรีตเสริมเหล็กเพื่อทำคานสะพานอัดแรงเหล่านี้ ไม่จำเป็นต้องใช้การเสริมแรงเนื่องจากวัสดุมีความยืดหยุ่นสูงและแข็งแรง ซึ่งได้มาจากเส้นใยเสริมเหล็กที่เติมลงในส่วนผสมคอนกรีต

วัสดุคอมโพสิตอลูมิเนียมเป็นแผงที่ประกอบด้วยแผ่นอลูมิเนียมสองแผ่นและพลาสติกหรือวัสดุเติมแร่ระหว่างกัน โครงสร้างคอมโพสิตของวัสดุทำให้มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง ผสมผสานกับความยืดหยุ่นและการต้านทานการแตกหัก การรักษาพื้นผิวด้วยสารเคมีและสีทำให้วัสดุมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ดีเยี่ยม เนื่องจากการผสมผสานของคุณสมบัติเฉพาะเหล่านี้ วัสดุอะลูมิเนียมคอมโพสิตจึงเป็นหนึ่งในวัสดุที่เป็นที่ต้องการมากที่สุดในการก่อสร้าง

อะลูมิเนียมคอมโพสิตมีข้อดีหลายประการที่ทำให้มั่นใจได้ว่าวัสดุดังกล่าวจะได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นทุกปี

น้ำหนักขั้นต่ำรวมกับความแข็งแกร่งสูง แผ่นอะลูมิเนียมคอมโพสิตมีลักษณะเฉพาะที่มีน้ำหนักเบาเนื่องจากการใช้แผ่นปิดอะลูมิเนียมและชั้นแกนน้ำหนักเบาที่ผสานเข้ากับความแข็งแกร่งสูงจากการผสมผสานของวัสดุดังกล่าว ในแง่ของการใช้งานกับโครงสร้างส่วนหน้า สถานการณ์นี้ทำให้วัสดุคอมโพสิตอะลูมิเนียมแตกต่างจากวัสดุทางเลือก เช่น แผ่นอลูมิเนียมและเหล็กกล้า หินแกรนิตเซรามิก แผ่นไฟเบอร์ซีเมนต์ การใช้วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของโครงสร้างด้านหน้าที่มีการระบายอากาศได้อย่างมาก คอมโพสิต คอนกรีต อะลูมิเนียม โลหะ

วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตสามารถต้านทานการบิดตัวได้ เหตุผลก็คือการทาชั้นบนสุดโดยการกลิ้ง มั่นใจได้ถึงความเรียบโดยใช้การกลิ้งแทนการกดแบบธรรมดา ซึ่งให้ความสม่ำเสมอสูงในการใช้งานของชั้น ความเรียบสูงสุดคือ 2 มม. ต่อความยาว 1220 มม. ซึ่งเท่ากับ 0.16% ของความยาว

• - ความยั่งยืน ทาสีต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อม เนื่องจากการเคลือบหลายชั้นที่มีความเสถียรสูง วัสดุจึงไม่สูญเสียความเข้มของสีเป็นเวลานานภายใต้อิทธิพลของแสงแดดและส่วนประกอบในบรรยากาศที่รุนแรง
• - สีสันและพื้นผิวที่หลากหลาย วัสดุผลิตด้วยสารเคลือบที่ทำจากสี: สีทึบและสีเมทัลลิกในสีและเฉดสีต่างๆ เคลือบหินและไม้ นอกจากนี้ แผงยังผลิตด้วยการเคลือบ "โครเมียม", "ทอง", แผงที่มีพื้นผิวที่มีพื้นผิว, แผงที่มีการเคลือบขัดเงาของ ของสแตนเลส,ไททาเนียม,ทองแดง.

แผงวัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตมีโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งเกิดขึ้นจากแผ่นอลูมิเนียมและฟิลเลอร์แกนหลัก การผันของวัสดุเหล่านี้ทำให้แผงมีความแข็งแกร่งรวมกับความยืดหยุ่น ซึ่งทำให้วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตทนต่อการรับน้ำหนักและการเสียรูปที่เกิดขึ้น สิ่งแวดล้อม. วัสดุไม่สูญเสียคุณสมบัติเป็นเวลานานมาก

ความต้านทานของวัสดุต่อการกัดกร่อนนั้นพิจารณาจากการใช้แผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ในโครงสร้างของแผง ซึ่งได้รับการปกป้องด้วยสีหลายชั้นและสารเคลือบเงา ในกรณีที่เกิดความเสียหายกับผิวเคลือบ พื้นผิวของแผ่นจะได้รับการปกป้องโดยการเกิดฟิล์มออกไซด์

โครงสร้างคอมโพสิตของแผงประกอบอลูมิเนียมช่วยให้มั่นใจ ฉนวนกันเสียงที่ดีโดยดูดซับคลื่นเสียงและแรงสั่นสะเทือน

แผงสามารถคล้อยตามประเภทของการประมวลผลทางกลได้อย่างง่ายดายเช่นการดัด, การตัด, การกัด, การเจาะ, การกลิ้ง, การเชื่อม, การติดกาว โดยไม่ทำลายการเคลือบและละเมิดโครงสร้างของวัสดุ ภายใต้แรงกระทำที่เกิดขึ้นในกระบวนการดัดแผง รวมถึงในรัศมี ไม่มีการหลุดลอกของแผงหรือการละเมิดของชั้นผิว เช่น การแตกร้าวของแผ่นอะลูมิเนียมและการทาสี ในระหว่างการผลิตที่โรงงาน แผงจะได้รับการคุ้มครองจากความเสียหายทางกลด้วยฟิล์มพิเศษ ซึ่งจะถูกลบออกหลังจากงานติดตั้งเสร็จสิ้น

แผงรับรูปร่างได้เกือบทุกรูปแบบ เช่น รัศมี ความเหมาะสมของวัสดุสำหรับการบัดกรีทำให้สามารถบรรลุรูปทรงที่ซับซ้อนของผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นไปไม่ได้กับวัสดุอื่น ๆ ที่หันเข้าหากัน ยกเว้นอลูมิเนียม โดยที่วัสดุอะลูมิเนียมคอมโพสิตจะชนะในแง่ของน้ำหนักอย่างมีนัยสำคัญ

การใช้วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตทำให้สามารถสร้างแผงหุ้มที่มีขนาดและรูปทรงต่างๆ ได้ ทำให้วัสดุนี้ขาดไม่ได้ในการแก้ปัญหาทางสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อน

• - ระยะยาวบริการ วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตทนต่อแรงกระแทกเป็นเวลานาน สภาพแวดล้อมภายนอกเช่น แสงแดด ฝน แรงลมความผันผวนของอุณหภูมิอันเนื่องมาจากการใช้สารเคลือบที่มีความเสถียรและการรวมกันของความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่นที่เกิดขึ้นในวัสดุ อายุการใช้งานโดยประมาณของแผงภายนอกอาคารอยู่ที่ประมาณ 50 ปี
• - ดูแลน้อยที่สุดระหว่างการดำเนินการ การปรากฏตัวของสารเคลือบคุณภาพสูงช่วยในการทำความสะอาดแผงจากสิ่งปนเปื้อนภายนอกด้วยตนเอง นอกจากนี้ แผงหน้าปัดยังทำความสะอาดง่ายด้วยน้ำยาทำความสะอาดที่ไม่รุนแรง

สองเส้นทางที่มีแนวโน้มเปิดออก วัสดุผสมเสริมด้วยเส้นใยหรือของแข็งที่กระจายตัว

ในอดีต เส้นใยความแข็งแรงสูงที่ดีที่สุดที่ทำจากแก้ว คาร์บอน โบรอน เบริลเลียม เหล็ก หรือผลึกเดี่ยวของมัสเกอร์ ถูกนำเข้าสู่โลหะอนินทรีย์หรือเมทริกซ์พอลิเมอร์อินทรีย์ ผลจากการรวมกันนี้ ความแข็งแรงสูงสุดรวมกับโมดูลัสความยืดหยุ่นสูงและความหนาแน่นต่ำ วัสดุคอมโพสิตเป็นวัสดุดังกล่าวในอนาคต

วัสดุคอมโพสิตเป็นวัสดุโครงสร้าง (โลหะหรืออโลหะ) ซึ่งมีองค์ประกอบเสริมแรงในรูปของเกลียว เส้นใย หรือสะเก็ดมากกว่า วัสดุคงทน. ตัวอย่าง วัสดุคอมโพสิต: พลาสติกเสริมด้วยโบรอน คาร์บอน ใยแก้ว สายไฟหรือผ้า อลูมิเนียมเสริมด้วยเส้นใยเหล็กเบริลเลียม

การรวมปริมาณเนื้อหาของส่วนประกอบเข้าด้วยกัน เป็นไปได้ที่จะได้วัสดุคอมโพสิตที่มีค่าความแข็งแรง ทนความร้อน โมดูลัสยืดหยุ่น ความต้านทานการขีดข่วน รวมทั้งสร้างองค์ประกอบด้วยแม่เหล็ก ไดอิเล็กตริก การดูดซับคลื่นวิทยุ และสิ่งพิเศษอื่น ๆ ที่จำเป็น คุณสมบัติ.

วัสดุที่รวมกันทั้งหมดนี้รวมกันเป็นระบบ ระบบเสริมแรงแบบคอมโพสิตใช้สำหรับโครงสร้างเกือบทุกประเภท:

• 1. คอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็ก
• 2. โลหะ (รวมทั้งเหล็กและอลูมิเนียม)
• 3. ไม้
• 4. อิฐ (หิน) ก่ออิฐ

พวกเขายังให้ความต้องการการช่วยชีวิตที่หลากหลาย:

• 1. การป้องกันการระเบิด การโจรกรรม และความเสียหาย
• 2. การเสริมแรงของโครงสร้าง
• 3. การป้องกันผนังขีปนาวุธและการป้องกันการระเบิด
• 4. การป้องกันสายเคเบิลและสายไฟจากการระเบิด

พิจารณาข้อดีและข้อเสียของวัสดุคอมโพสิต ศักดิ์ศรี:

• 1. ความต้านทานการกัดกร่อน
• 2. แรงดึง
• 3. ใช้งานง่าย
• 4. ราคาถูกกำลังแรงงาน
• 5. เวลานำสั้น
• 6. ไม่มีข้อจำกัดด้านมิติ
• 7. แรงเมื่อยล้าสูงมาก
• 8. ไม่ต้องการการอนุรักษ์
• 9. ความเป็นไปได้ของการใช้โครงสร้างจากวัสดุต่างๆ

ข้อเสีย:

• 1. ต้นทุนวัสดุสัมพัทธ์
• 2. ข้อจำกัดของขอบเขต

จากข้อดีและข้อเสียข้างต้น เราสามารถสรุปได้ว่า: อะไรเมื่อเทียบกับ วัสดุทั่วไป, คอมโพสิตมีข้อเสียเพียงอย่างเดียว - เพียงพอแล้ว ราคาสูง. ดังนั้น จึงอาจเชื่อได้ว่าวิธีนี้มีราคาแพง แต่ถ้าเปรียบเทียบปริมาณการใช้วัสดุเหล็กเพื่อการเสริมแรง ก็จะมากกว่าคอมโพสิตประมาณสามสิบเท่า ข้อดีอื่นๆ ของวัสดุคอมโพสิตคือการลดต้นทุนความพยายามอย่างมาก เนื่องจากลดเวลาในการทำงาน แรงงาน และอุปกรณ์ทางกล ดังนั้นระบบเสริมแรงแบบคอมโพสิตจึงเป็นคู่แข่งหลักของการใช้เหล็ก

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีข้อดีเหนือกว่าวัสดุทั่วไป แต่วัสดุคอมโพสิตก็มีข้อเสียในตัวเอง ซึ่งรวมถึงความต้านทานไฟต่ำ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเมื่อสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต และการแตกร้าวที่อาจเกิดขึ้นได้เมื่อปริมาตรเปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะที่จำกัดเสรีภาพในการเสียรูป คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุเหล่านี้ทำให้ไวต่อความผันผวนของอุณหภูมิ ที่ อุณหภูมิสูงอ่า พวกเขามีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูปการคืบที่สำคัญ

Chernyshov E.A. , Romanov A.D. // วารสารเทคโนโลยีชั้นสูงสมัยใหม่. - 2557. - ลำดับที่ 2 - หน้า 46-51;

บทความนำเสนอ ความทันสมัยเทคโนโลยีสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์จากวัสดุคอมโพสิต รวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่ใช้ ซอฟต์แวร์ อุปกรณ์สำหรับสร้างเมทริกซ์ อุปกรณ์สำหรับสร้างผลิตภัณฑ์คอมโพสิต อุปกรณ์สำหรับควบคุมรูปทรงของผลิตภัณฑ์และการทดสอบแบบไม่ทำลาย

วัสดุคอมโพสิตเป็นวัสดุที่มีโครงสร้างประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่างที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่แตกต่างกัน: เมทริกซ์ที่เป็นโลหะหรืออโลหะที่มีการกระจายตัวของสารชุบแข็งในนั้น การรวมกันทำให้วัสดุคอมโพสิตมีคุณสมบัติใหม่ ตามลักษณะของโครงสร้าง วัสดุคอมโพสิตจะถูกแบ่งออกเป็นเส้นใย เสริมด้วยเส้นใยและหนวดอย่างต่อเนื่อง วัสดุเสริมการกระจายตัวที่ได้จากการนำอนุภาคที่กระจายตัวของสารชุบแข็งเข้าสู่เมทริกซ์ วัสดุชั้นที่สร้างโดยการกดหรือกลิ้งวัสดุที่ต่างกัน

ปัจจุบันวัสดุคอมโพสิตเป็นที่ต้องการอย่างมากในอุตสาหกรรมต่างๆ เรือไฟเบอร์กลาสลำแรกถูกสร้างขึ้นในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษที่ 1930 ตั้งแต่ยุค 50 ต่อเรือไฟเบอร์กลาสแพร่หลายไปทั่วโลก มีการสร้างเรือยอทช์ เรือทำงานและกู้ภัย เรือประมง เรือยกพลขึ้นบก ฯลฯ จำนวนมาก หนึ่งในการใช้งานครั้งแรกในการบินของวัสดุคอมโพสิตคือการผลิตแผงคาร์บอนไฟเบอร์ในปี 1967 สำหรับขอบท้ายของปีกเครื่องบิน F-111A ใน ปีที่แล้วในผลิตภัณฑ์ด้านอวกาศ มีความเป็นไปได้มากขึ้นที่จะค้นหาโครงสร้างที่ทำจาก "แซนวิช" สามชั้นที่มีฟิลเลอร์รังผึ้งอลูมิเนียมและสกินคาร์บอนไฟเบอร์ ปัจจุบัน ประมาณ 50% ของมวลรวมของโบอิ้ง 787 หรือแอร์บัส A350 ประกอบด้วยวัสดุคอมโพสิต ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ใช้วัสดุคอมโพสิตมาเป็นเวลานาน ส่วนใหญ่แล้วเทคโนโลยีสำหรับการผลิตชุดตัวถังตามหลักอากาศพลศาสตร์ได้รับการพัฒนาขึ้น วัสดุคอมโพสิตถูกนำมาใช้ในระดับที่จำกัดสำหรับการผลิตระบบกันสะเทือนและชิ้นส่วนเครื่องยนต์

อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ องค์กรส่วนใหญ่ใช้การวางชิ้นส่วนด้วยตนเองจากคอมโพสิต และการผลิตแบบต่อเนื่องของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นไม่ต้องการกระบวนการอัตโนมัติในเชิงลึก วันนี้ด้วยการพัฒนาของการแข่งขันในตลาดที่ขาดไม่ได้ วิธีการที่ทันสมัยการออกแบบและการเตรียมการผลิตตลอดจนไม่มีอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับการทำงานกับคอมโพสิต

เทคโนโลยีในการสร้างผลิตภัณฑ์จากวัสดุคอมโพสิต

ในกรณีส่วนใหญ่ เรซินเทอร์โมเซตติงที่บ่มด้วยสารเคมีจะใช้เป็นสารตัวเติม กระบวนการบ่มมีลักษณะเฉพาะด้วยคายความร้อน ปฏิกิริยาเคมี. ส่วนใหญ่ใช้เรซินโพลีเอสเตอร์ อีพ็อกซี่ ฟีนอล และอุณหภูมิสูง ส่วนใหญ่มักใช้เทคโนโลยีในการผลิตชิ้นส่วนที่มีการกำหนดค่าที่ซับซ้อนซึ่งมีสาระสำคัญคือการวางฐาน "แห้ง" ตามด้วยการทำให้ชุ่มด้วยสารยึดเกาะ ("เปียก" การขึ้นรูปแบบ, การม้วน, การฉีด, การขึ้นรูปแบบถ่ายโอนเรซิน / RTM) หรือสลับกันวางฐาน "แห้ง" ด้วยกาวฟิล์ม (การชุบด้วยสุญญากาศ, การแช่ฟิล์มเรซิน / RFI) มีเทคโนโลยีหลักหลายประการสำหรับการผลิตชิ้นส่วนจากวัสดุคอมโพสิต รวมถึงวิธีการแบบแมนนวลและแบบอัตโนมัติ:

• การชุบเส้นใยเสริมแรงด้วยวัสดุเมทริกซ์
• การก่อตัวในแม่พิมพ์ของเทปของตัวชุบแข็งและเมทริกซ์ที่ได้จากการม้วน;
• การกดส่วนประกอบด้วยความเย็นตามด้วยการเผาผนึก
• การเคลือบเส้นใยด้วยไฟฟ้าเคมีด้วยการกดตามมา
• การสะสมของเมทริกซ์โดยการฉีดพลาสมาบนตัวชุบแข็ง ตามด้วยการบีบอัด
• การเชื่อมแบบกระจายแบบแบทช์ของเทปชั้นเดียวของส่วนประกอบ
• การรีดร่วมขององค์ประกอบเสริมแรงด้วยเมทริกซ์ ฯลฯ

นอกจากนี้ เทคโนโลยีสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ใช้พรีเพก (ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปซึ่งเป็นวัสดุพื้นฐานที่ชุบด้วยสารยึดเกาะ) ได้กลายเป็นที่แพร่หลาย

ซอฟต์แวร์

งานออกแบบผลิตภัณฑ์จากวัสดุคอมโพสิตคือ การเลือกที่ถูกต้ององค์ประกอบที่จัดเตรียมคุณสมบัติต่างๆ ที่จำเป็นไว้ในกรณีปฏิบัติการเฉพาะ เมื่อออกแบบวัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์เสริมแรง การประมวลผลข้อมูลคอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งมีการพัฒนาผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ต่างๆ เป็นจำนวนมาก การใช้งานช่วยให้ปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ลดระยะเวลาของการพัฒนาและการจัดโครงสร้างการผลิต แก้ปัญหาการออกแบบที่มีเหตุผลได้อย่างครอบคลุม มีประสิทธิภาพ และรวดเร็ว การคำนึงถึงน้ำหนักที่ไม่สม่ำเสมอทำให้สามารถออกแบบโครงสร้างตัวถังที่ทำจากคอมโพสิตเสริมเหล็กที่มีความหนาต่างกัน ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้หลายสิบครั้ง

ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์สมัยใหม่สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: กลุ่มที่ทำการวิเคราะห์ลามิเนตแบบเป็นชุดในสูตร "สองมิติ" หรือ "บีม/เพลท" และในรูปแบบสามมิติ กลุ่มแรกคือโปรแกรมต่างๆ เช่น เครื่องเคลือบบัตร VerctorLam Cirrus เป็นต้น โซลูชัน "สามมิติ" คือวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ และที่นี่ ทางเลือกที่ยิ่งใหญ่ท่ามกลางผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ที่มีอยู่ มีผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ต่างๆ ในตลาด "เทคโนโลยีการสร้างแบบจำลองคอมโพสิต": FiberSim (ซอฟต์แวร์ Vistagy / Siemens PLM), Digimat (e-Xstream / MSC Software Corp.), Helius (Firehole Composites / Autodesk), ANSYS Composite PrepPost, ESAComp (Altair) วิศวกรรมศาสตร์) และอื่นๆ .

เชี่ยวชาญเกือบทั้งหมด ซอฟต์แวร์บริษัทต่างๆ มีความสามารถในการรวมเข้ากับระบบ CAD ระดับสูง– Creo Elements/Pro, ซีเมนส์ NX, CATIA โดยทั่วไปลักษณะงาน ด้วยวิธีดังต่อไปนี้: เลือกวัสดุของชั้น, กำหนดพารามิเตอร์ทั่วไปของแพ็คเกจชั้น, วิธีการสร้างชั้นถูกกำหนด, วิธีแบบชั้นต่อชั้นใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนง่าย ๆ สำหรับ ผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนใช้วิธีโซนหรือการออกแบบโครงสร้าง ในขั้นตอนการจัดวางเลเยอร์ ลำดับของเลเยอร์จะถูกตั้งค่า ขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตของผลิตภัณฑ์ (การวางแบบแมนนวล, การขึ้นรูป, การวางเทป, การวางเส้นใย) การวิเคราะห์วัสดุทีละชั้นสำหรับการเสียรูปที่เป็นไปได้ องค์ประกอบของชั้นถูกปรับตามความกว้างของวัสดุที่ใช้

หลังจากการก่อตัวของเลเยอร์เสร็จสิ้น ผู้ใช้จะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ เพื่อให้สามารถนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น

• ผลลัพธ์ในรูปแบบของเอกสารการออกแบบ
• ใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้นสำหรับการตัดวัสดุ
• ข้อมูลเบื้องต้นสำหรับโปรเจ็กเตอร์เลเซอร์สำหรับการทำเครื่องหมายเส้นขอบของสถานที่สำหรับการวางรูปแบบ

ไปที่ เทคโนโลยีสมัยใหม่การออกแบบและการเตรียมการผลิตผลิตภัณฑ์ช่วยให้คุณ:

• ลดการใช้วัสดุคอมโพสิตโดยใช้รีมเมอร์และเครื่องตัดที่แม่นยำ
• เพิ่มความเร็วและปรับปรุงคุณภาพของการวางวัสดุด้วยตนเองโดยใช้ช่องว่างที่แม่นยำและการฉายภาพด้วยเลเซอร์ของสถานที่จัดวาง
• เพื่อให้บรรลุความสามารถในการทำซ้ำผลิตภัณฑ์ในระดับสูง
• ลดอิทธิพลของปัจจัยมนุษย์ที่มีต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้น
• ลดความต้องการคุณสมบัติของบุคลากรที่ถูกยึดครอง

อุปกรณ์ทำเมทริกซ์

การสร้างแบบจำลองต้นแบบจากไม้เป็นกระบวนการที่ใช้เวลานานและใช้เวลานาน เพื่อลดเวลาในการผลิตของเมทริกซ์และเพิ่มความแม่นยำ ใช้เครื่องกัด CNC แบบสาม / ห้าแกน ตัวควบคุมและการวัด หรือเครื่องสแกน 3 มิติ

โครงสำหรับตั้งสิ่งของห้าแกน เครื่องกัด, (รูปที่ 1) ใช้ได้เท่านั้น ผู้ผลิตรายใหญ่. บริษัทขนาดเล็กใช้คอมเพล็กซ์หุ่นยนต์กัดบนบล็อกเชิงเส้น (หน่วยหุ่นยนต์เชิงเส้น) (รูปที่ 2) หรือสร้างแบบจำลองต้นแบบจากชิ้นงานที่ติดกาว ในกรณีนี้ จะใช้โครงกลวงแบบแข็งเป็นพื้นฐานของชิ้นงานซึ่งติดกาวที่ด้านนอกแล้วผ่านการประมวลผลอย่างสมบูรณ์ บริษัทที่ไม่มีความสามารถในการประมวลผลผลิตภัณฑ์ทั้งหมดจะดำเนินไปตามเส้นทางอื่น: ประการแรก แบบจำลอง 3 มิติแบบง่ายของผลิตภัณฑ์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้เครื่องบินในระบบ CAD และแบบจำลองที่เข้มงวดได้รับการออกแบบตามแบบจำลองที่เรียบง่าย กรอบไฟจากไม้อัด แล้วทั้งหมด พื้นผิวด้านนอกแสดงในระบบ CAD เป็นการหุ้มกรอบด้านใน ขนาดของการหุ้มถูกเลือกในลักษณะที่สามารถกัดบนเครื่องกัด CNC ที่มีอยู่ (รูปที่ 3) จากนั้นจึงวางโครงที่ประกอบอย่างถูกต้องด้วยโครงหุ้มแบบจำลอง ด้วยวิธีนี้ ความแม่นยำของรุ่นต้นแบบจะลดลง และจำเป็นต้องมีการตกแต่งข้อต่อหุ้มแบบแมนนวล แต่วิธีนี้ช่วยให้คุณสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเกินความสามารถของเครื่อง CNC ที่มีอยู่ได้อย่างมีนัยสำคัญ

ข้าว. 1. เครื่องกัดห้าแกน MR 125 สามารถแปรรูปชิ้นส่วนขนาด 15 × 5 ม. และสูงได้ถึง 2.5 ม.

ข้าว. 2. โรงสีหุ่นยนต์คอมเพล็กซ์ Kuka

ข้าว. 3. เครื่องกัดห้าแกน "เล็ก"

อุปกรณ์สำหรับสร้างคอมโพสิต

ขั้นตอนแรกในกระบวนการขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรคือการใช้เครื่องทำให้ชุ่ม ซึ่งนอกจากการชุบแล้ว ยังประกอบผ้าแก้วหรือไฟเบอร์กลาสลงในถุงหลายชั้นที่มีความหนารวม 4-5 มม. เพื่อใช้เครื่องจักรในกระบวนการ ลดโอกาสเกิดข้อผิดพลาดของมนุษย์ เพิ่มผลผลิต เช่น ใช้วิธีการฉีดพ่น ซึ่งคุณจะได้รับ ผิวชั้นนอก, แผงกั้น และโครงสร้างไฟเบอร์กลาสอื่นๆ วิธีการฉีดพ่นทำให้ได้แม่พิมพ์สี่เหลี่ยมโดยใช้เครื่องจักรและให้ผลผลิตแรงงานที่สูงขึ้น เมื่อเทียบกับแม่พิมพ์สี่เหลี่ยมที่ขึ้นรูปด้วยมือจากแถบไฟเบอร์กลาสหรือไฟเบอร์กลาส ขั้นต่อไปในการพัฒนาผลิตภัณฑ์จากวัสดุคอมโพสิตคือการแนะนำการติดตั้งการพันแบบอัตโนมัติของเลย์เอาต์ของฟิลเลอร์คาร์บอนไฟเบอร์ "หุ่นยนต์" ตัวแรกที่ออกแบบมาสำหรับปูผ้า แบบม้วนแสดงโดยบริษัทอเมริกัน Magnum Venus Plastech เป็นครั้งแรกในรัสเซียที่มีการเปิดตัวอุปกรณ์ดังกล่าวที่ JSC VASO อุปกรณ์นี้ทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนประกอบที่มีความยาวสูงสุด 8 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 3 ม. (รูปที่ 4)

เพื่ออำนวยความสะดวกในการวางผ้าด้วยมือและลดของเสีย เครื่องตัดใช้สำหรับการตัดผ้า/ผ้าพรีเพกอัตโนมัติ, เลเซอร์โปรเจ็กเตอร์ LAP และ LPT สำหรับการฉายเส้นขอบเมื่อวางพรีเพกบนอุปกรณ์การผลิต การใช้โมดูลการฉายภาพด้วยเลเซอร์ (รูปที่ 5) สามารถสร้างข้อมูลสำหรับการฉายโดยตรงจากแบบจำลอง 3 มิติของผลิตภัณฑ์คอมโพสิตได้โดยอัตโนมัติ โครงร่างการทำงานนี้ช่วยลดต้นทุนด้านเวลาได้อย่างมาก เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ ลดโอกาสเกิดข้อบกพร่องและข้อผิดพลาด และทำให้การจัดการข้อมูลง่ายขึ้น คอมเพล็กซ์เลเซอร์ฉายภาพเครื่องตัดด้วยซอฟต์แวร์เมื่อเทียบกับเลย์เอาต์แบบเดิมลดความซับซ้อนของการตัดประมาณ 50% ความเข้มแรงงานของการวางประมาณ 30% เพิ่มอัตราการใช้วัสดุนั่นคือคุณสามารถประหยัดได้ 15 ถึง 30% ของวัสดุ

การขึ้นรูปพลาสติกเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์โดยวิธีการม้วนทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะการเสียรูปและความแข็งแรงสูงสุด วิธีการม้วนแบ่งออกเป็น "แห้ง" และ "เปียก" ในกรณีแรก พรีพรีกจะใช้สำหรับการม้วนเป็นเกลียว มัด หรือเทป ในกรณีที่สอง วัสดุเสริมแรงจะถูกชุบด้วยสารยึดเกาะโดยตรงในระหว่างกระบวนการม้วน ใน เมื่อเร็ว ๆ นี้กำลังพัฒนาอุปกรณ์ที่ใช้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมรูปแบบการวางแนวไฟเบอร์ ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ท่อที่มีการโค้งงอและ รูปร่างผิดปกติตลอดจนผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรงซับซ้อน กำลังพัฒนาอุปกรณ์ไขลานโดยใช้ เทคโนโลยีที่ยืดหยุ่นเมื่อเสริมวัสดุเส้นใยสามารถวางบนแมนเดรลในทิศทางใดก็ได้

ข้าว. 4 MAG Cincinnati Viper 1200 FPS เครื่องม้วนคาร์บอนไฟเบอร์

ข้าว. 5. ระบบกำหนดตำแหน่งด้วยเลเซอร์ (โครงร่างสีเขียว)

อุปกรณ์สำหรับตรวจสอบรูปทรงและโครงสร้างภายในของผลิตภัณฑ์

รูปทรงของผลิตภัณฑ์มักมีรูปทรงโค้งมน ซึ่งไม่สามารถตรวจสอบได้โดยใช้วิธีการ "plaz" แบบดั้งเดิม เมื่อใช้การสแกน 3 มิติ คุณจะระบุได้ว่าแม่นยำแค่ไหน ตัวอย่างทางกายภาพสอดคล้องกับแบบจำลอง 3 มิติของคอมพิวเตอร์ สำหรับการสแกน 3 มิติ คุณยังสามารถใช้เครื่องวัดพิกัดแบบแขน (CMM) หรือระบบสแกนด้วยแสง/เลเซอร์แบบไม่สัมผัส อย่างไรก็ตาม ตามกฎแล้วเมื่อใช้ระบบสแกนแบบไม่สัมผัส ระบบจะไม่ทำงานอย่างถูกต้องกับกระจกและพื้นผิวที่มีความมันวาวสูง เมื่อใช้ "เข็มวัด" จะต้องรีเซ็ตหลายครั้งติดต่อกันตั้งแต่ พื้นที่ทำงานเนื่องจากการออกแบบของแขนวัด มักจะถูกจำกัดให้อยู่ในทรงกลมที่มีรัศมี 1.2-3.6 ม.

นอกจากนี้ วัสดุไฟเบอร์กลาสยังมีปัญหาอยู่หลายประการ สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งคือการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป (ไม่มีโพรงอากาศ) และการกัดกร่อนระหว่างการทำงาน สำหรับการทดสอบแบบไม่ทำลายของตัวเรือที่ทำจากวัสดุคอมโพสิต มีการใช้รังสีเอกซ์กันอย่างแพร่หลาย แต่มักจะลดขนาดลงด้วยเหตุผลหลายประการ เมื่อเร็ว ๆ นี้ สิ่งพิมพ์ต่าง ๆ เริ่มปรากฏขึ้นเพื่ออธิบายการตรวจจับการแตกตัวของผิวเคลือบโดยใช้กล้องถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรด (เครื่องถ่ายภาพความร้อน) ในเวลาเดียวกัน ทั้งการถ่ายภาพความร้อนและวิธีการ X-ray NDT ที่ตรวจจับการแตกตัวเป็นชั้นไม่อนุญาตให้วัดขนาดและกำหนดความลึกของข้อบกพร่องเพื่อประเมินผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงลักษณะความแข็งแรง

บทสรุป

ในปัจจุบัน ในรัสเซีย การพัฒนาระบบอัตโนมัติของการประกอบผลิตภัณฑ์คอมโพสิต ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์สำหรับการสร้างเมทริกซ์นั้นเพิ่งจะเริ่มต้นขึ้น บ่อยที่สุดเท่านั้น องค์ประกอบส่วนบุคคลชุดบอดี้แอโรไดนามิกสำหรับรถยนต์ "ปรับแต่ง" การนำระบบ FiberSIM ไปใช้ในการออกแบบและสร้างเครื่องกวาดทุ่นระเบิดพื้นฐานของโครงการ 12700 รวมทั้งที่เครื่องวางผ้าอัตโนมัติ VASO ประสบความสำเร็จ แต่สิ่งเหล่านี้เป็นตัวอย่างที่แยกออกมาต่างหาก เพื่อที่จะเพิ่มความสามารถในการแข่งขัน จำเป็นต้องมีการแนะนำเทคโนโลยีใหม่อย่างครอบคลุม

ระหว่างวิธีนี้จะใช้สารตัวเติมที่เตรียมไว้ล่วงหน้า ด้วยวิธีนี้รับประกันความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์เพื่อความแข็งแรงและมีการควบคุมตัวชี้วัด อย่างไรก็ตามคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้ขึ้นอยู่กับทักษะและประสบการณ์ของคนงานในระดับสูง

การผลิตผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์กลาสโดยการขึ้นรูปแบบด้วยมือแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอน ขั้นตอนแรกเรียกว่าการเตรียมการในระหว่างที่ทำความสะอาดพื้นผิวของเมทริกซ์ของผลิตภัณฑ์ที่คาดหวังจากนั้นจะลดไขมันและในตอนท้ายชั้นของขี้ผึ้งแยกจะถูกนำไปใช้ ในตอนท้ายของขั้นตอนแรกเมทริกซ์ถูกปกคลุมด้วยชั้นป้องกันและตกแต่ง - เจลโค้ต ด้วยชั้นนี้ พื้นผิวด้านนอกของผลิตภัณฑ์ในอนาคตถูกสร้างขึ้น สีถูกกำหนดและการป้องกันจากปัจจัยที่เป็นอันตราย เช่น น้ำ รังสีอัลตราไวโอเลตและ สารเคมี. โดยพื้นฐานแล้ว เมทริกซ์เชิงลบจะใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป หลังจากที่ชั้นเจลโค้ตพิเศษแห้งแล้ว คุณสามารถไปยังขั้นตอนถัดไปซึ่งเรียกว่าการสร้างรูปร่าง ในระหว่างขั้นตอนนี้ วัสดุแก้วที่เจียระไนในขั้นต้นจะอยู่ในเมทริกซ์ และสามารถใช้ฟิลเลอร์ประเภทอื่นได้เช่นกัน ต่อมาคือกระบวนการสร้าง "โครงกระดูก" ของผลิตภัณฑ์ที่คาดหวัง จากนั้นจึงนำเรซินที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งผสมไว้ล่วงหน้ามาผสมกับวัสดุแก้วที่เตรียมไว้ เรซินจะต้องกระจายอย่างสม่ำเสมอโดยใช้แปรงและลูกกลิ้งที่อ่อนนุ่มเหนือเมทริกซ์ ขั้นตอนสุดท้ายสามารถเรียกได้ว่ากลิ้ง ใช้สำหรับขจัดฟองอากาศออกจากลามิเนตที่ยังไม่บ่ม หากไม่ถอดออก จะส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ดังนั้น ลามิเนตจะต้องรีดด้วยลูกกลิ้งแบบแข็ง เมื่อผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปแข็งตัว นำออกจากแม่พิมพ์และกลึง ซึ่งรวมถึงการเจาะรู การตัดแต่งไฟเบอร์กลาสส่วนเกินตามขอบ ฯลฯ

ข้อดีของวิธีนี้:

• มีอยู่ โอกาสที่แท้จริงได้ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อนและมีขนาดพอเหมาะด้วยการลงทุนเพียงเล็กน้อย
• การออกแบบของผลิตภัณฑ์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายเนื่องจากมีการแนะนำชิ้นส่วนและข้อต่อแบบฝังลงในผลิตภัณฑ์และต้นทุนของอุปกรณ์และอุปกรณ์ที่จำเป็นค่อนข้างต่ำ
• ในการสร้างเมทริกซ์นั้นใช้วัสดุใด ๆ ที่สามารถรักษาสัดส่วนและรูปร่างได้

ข้อเสียของวิธีนี้:

• ค่าใช้จ่ายที่สำคัญ ใช้แรงงาน;
• ประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ
• คุณภาพของผลิตภัณฑ์จะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของผู้ปั้น
• วิธีนี้เหมาะสำหรับการผลิตสินค้าขนาดเล็ก

2. การฉีดพ่น

สำหรับการผลิตขนาดเล็กและขนาดกลาง วิธีนี้เหมาะสม วิธีการสปัตเตอร์มีข้อดีมากกว่าการขึ้นรูปแบบสัมผัส แม้ว่าจะมีต้นทุนบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับการซื้ออุปกรณ์สำหรับวิธีนี้

การติดตั้งพิเศษช่วยให้คุณสมัคร ฝาครอบป้องกันและพลาสติก ด้วยเหตุนี้จึงไม่จำเป็นต้องทำการตัดวัสดุเบื้องต้นและการเตรียมสารยึดเกาะอันเป็นผลมาจากการที่แรงงานคนลดลงอย่างรวดเร็ว การติดตั้งแบบพิเศษจะนับปริมาณเรซินและสารชุบแข็งโดยอัตโนมัติ พวกเขายังตัดการเร่ร่อนเป็นชิ้นๆ ขนาดที่ต้องการ(0.8 - 5 ซม.) หลังจากกระบวนการตัด ส่วนของเกลียวจะต้องตกลงไปในสารยึดเกาะและแช่ระหว่างการถ่ายโอนไปยังเมทริกซ์ เนื่องจากการใช้แรงงานคน กระบวนการปิดผนึกสำหรับไฟเบอร์กลาสในเมทริกซ์จึงดำเนินการโดยใช้ลูกกลิ้ง

ข้อดีหลายประการในการผลิตไฟเบอร์กลาสโดยการฉีดพ่น:

• ประหยัดเวลาและพื้นที่ใช้สอยเนื่องจากไม่จำเป็นต้องตัดวัสดุและเตรียมเครื่องผูก
• เป็นไปได้ที่จะลดจำนวนพื้นที่การผลิตโดยการลดจำนวนสถานที่ที่เตรียมไว้เป็นพิเศษสำหรับการปั้น
• ความเร็วของการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น
• การควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ทำได้ง่ายขึ้น
• กองทุน ค่าจ้างประหยัดได้มาก
• เนื่องจากว่าเร่ร่อนค่อนข้าง วัสดุราคาไม่แพงต้นทุนของผลิตภัณฑ์ที่ได้จะลดลงอย่างมาก

เมื่อเตรียมสารยึดเกาะในปริมาณเล็กน้อย แล้วใช้แม่พิมพ์ด้วยมือ สารยึดเกาะมากถึง 5% ยังคงอยู่บนเครื่องมือและผนังภาชนะ ซึ่งค่อนข้างไม่ประหยัด เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้จะขึ้นอยู่กับทักษะและประสบการณ์ของผู้ปฏิบัติงานในโรงงาน วิธีนี้ใช้เครื่องมือเดียวกับในระหว่างการขึ้นรูปด้วยมือ

3. พัลทรูชัน

เทคโนโลยีของ pultrusion ขึ้นอยู่กับการผลิตผลิตภัณฑ์โปรไฟล์อย่างต่อเนื่องจากเส้นใยพลาสติกที่มีแกนเดียว โปรไฟล์ผลิตภัณฑ์ที่มีหน้าตัดคงที่ทำจาก วัสดุที่เหมาะสมเพียงและได้มาโดย pultrusion

ด้วยเครื่อง pultrusion แบบพิเศษ โปรไฟล์ไฟเบอร์กลาสจึงถูกผลิตขึ้น เครื่องดังกล่าวประกอบด้วยส่วนสำหรับการจัดหาวัสดุเสริมแรง, แม่พิมพ์, ส่วนการทำให้ชุ่ม, หน่วยดึง, หน่วยควบคุม องค์ประกอบความร้อนและจากส่วนการตัด แพ็คเกจไฟเบอร์แบบพิเศษจะเสริมความแข็งแกร่งได้ดีที่สุดในสภาวะแห้งและชุบด้วยองค์ประกอบโพลีเมอร์ที่สูบผ่านบรรจุภัณฑ์แบบแห้ง ด้วยเทคโนโลยีนี้ อากาศจะไม่เข้าสู่วัสดุ เรซินส่วนเกินจะไหลกลับเข้าไปในบ่อและนำกลับมาใช้ใหม่ Roving ซึ่งใช้เป็นวัสดุเสริมแรง ทำแผลจากไส้กระสวยในสภาพแห้ง และประกอบเป็นมัดด้วยวิธีพิเศษ จากนั้นวัสดุจะเข้าสู่อุปกรณ์ชุบ - นี่คืออ่างเรซินพิเศษที่เปียกด้วยโพลีเอสเตอร์อีพ็อกซี่หรือสารยึดเกาะอื่น ๆ จากนั้นวัสดุที่ชุบแล้วจะถูกส่งไปยังแม่พิมพ์ที่ให้ความร้อนซึ่งมีหน้าที่ในการสร้างโครงร่างโปรไฟล์ จากนั้นองค์ประกอบจะแข็งตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด เป็นผลให้ได้รับโปรไฟล์ไฟเบอร์กลาสซึ่งมีการกำหนดค่าซ้ำรูปร่างของสปินเนอร์

ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้จาก pultrusion มีคุณสมบัติเหนือกว่าชิ้นส่วนที่ผลิตโดยวิธีการขึ้นรูปแบบคลาสสิก ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นของวิธีนี้เกิดจากข้อดีหลายประการที่เป็นลักษณะของกระบวนการนี้ ข้อดี ได้แก่ การควบคุมแรงตึงและทิศทางของเส้นใยที่แน่นขึ้น รูพรุนน้อยลง และการรักษาปริมาณเส้นใยในคอมโพสิตให้คงที่ เห็นได้ชัดว่า แม้แต่คุณสมบัติของแรงเฉือนระหว่างชั้นก็ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด บน ช่วงเวลานี้กระบวนการ pultrusion หลักหลายแบบได้รับการพัฒนา ซึ่งเป็นที่สนใจของหลาย ๆ คนและมีความหมายอย่างมากต่ออุตสาหกรรม ข้อดีของมันคือคุณสมบัติทางไฟฟ้า กายภาพ เคมี และความร้อนที่ดี ประสิทธิภาพสูง และความทนทานต่อมิติที่ดีเยี่ยม สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปแบบแผ่นและแผ่นกึ่งสำเร็จรูป วิธีใดวิธีหนึ่งคือวิธีพัลทรูชันดังกล่าว

อย่างไรก็ตาม แต่ละวิธีก็มีข้อเสีย วิธีนี้มีลักษณะข้อเสียเช่นความเร็วของกระบวนการซึ่งจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและอัตราการแข็งตัวของสารยึดเกาะ มักจะมีขนาดเล็กสำหรับทนความร้อนต่ำ เรซินโพลีเอสเตอร์. ข้อเสียอีกประการหนึ่งคือ เป็นการยากที่จะให้ส่วนคงที่ของผลิตภัณฑ์ตามความยาว ยกเว้นผลิตภัณฑ์ที่มีไม่มาก รูปร่างซับซ้อนส่วน - สี่เหลี่ยม, กลม, I-beam และอื่น ๆ ในการรับสินค้า คุณต้องใช้เธรดหรือมัดเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้ ข้อบกพร่องของวิธีการรับผลิตภัณฑ์โปรไฟล์ได้ค่อย ๆ ขจัดออกไป และการใช้กระบวนการนี้ได้ขยายอย่างเห็นได้ชัด ส่วนประกอบจากโพลีไวนิลอีเทอร์และอีพอกซีเรซินใช้เป็นเมทริกซ์โพลีเมอร์ การใช้เมทริกซ์โพลีเมอร์ดังกล่าวจากโพลิซัลโฟน โพลิอีเทอร์ซัลโฟน และโพลิอิไมด์ที่เป็นพลาสติกทำให้สามารถบรรลุความเร็วของการขึ้นรูปแท่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 มม. ที่ความเร็วประมาณหนึ่งร้อยสองเมตร/นาที

เพื่อรับการเสริมแรงที่ซับซ้อน ผลิตภัณฑ์โปรไฟล์จำเป็นต้องใช้วิธีการดึงวัสดุลามิเนตซึ่งประกอบด้วยเสื่อหรือผ้าที่มีเส้นใย จนถึงปัจจุบัน มีการพัฒนาวิธีการในการผลิตผลิตภัณฑ์ท่อที่รวมการพันของชั้นเกลียวและโบรชัวร์เข้าด้วยกัน ใบมีด กังหันลมที่มีรายละเอียดซับซ้อน ภาพตัดขวาง, สามารถอ้างถึงเป็นตัวอย่างของการใช้วัสดุที่มี โครงการที่ซับซ้อนการเสริมแรง เครื่องมือช่างได้รับการพัฒนาสำหรับการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปสำหรับแผ่น สปริงรถยนต์ซึ่งมีพื้นผิวโค้งและหน้าตัดไม่คงที่

4. ไขลาน

วิธีการหนึ่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์กลาสคือวิธีการม้วนด้วยไฟเบอร์ เนื่องจากเป็นการสร้างโครงสร้างที่จำเป็นของสารตัวเติมในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ขึ้นอยู่กับรูปร่างและลักษณะการทำงาน ด้วยการใช้มัด, เทป, เกลียวเป็นตัวเติมจึงช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแรงสูงสุดของผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ฟิลเลอร์ดังกล่าวมีราคาถูกที่สุด

กระบวนการม้วนไส้หลอดสามารถอธิบายได้ว่าเป็นวิธีการที่ค่อนข้างง่าย โดยที่วัสดุเสริมแรงในรูปแบบของการม้วนแบบถาวร (พ่วง) หรือด้าย (เส้นด้าย) จะพันรอบแกนหมุนที่หมุนอยู่ กลไกพิเศษตรวจสอบมุมคดเคี้ยวและตำแหน่งของวัสดุเสริมแรง อุปกรณ์เหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ตรงกับการหมุนของแกนหมุน วัสดุถูกพันรอบแกนกลางในรูปแบบของแถบที่สัมผัสกันหรือตามรูปแบบพิเศษบางอย่างจนครอบคลุมพื้นผิวของด้ามยาว เลเยอร์ทีละชั้น สามารถใช้ในมุมเดียวกันหรือด้านล่าง มุมต่างๆม้วนจนได้ความหนาที่ต้องการ มุมคดเคี้ยวแตกต่างกันไปตั้งแต่ขนาดเล็กมากซึ่งเรียกว่าแนวยาวไปจนถึงขนาดใหญ่เป็นวงกลม การจัดเรียงนี้แสดงถึง 90 0 ที่สัมพันธ์กับแกนของแมนเดรล จับมุมทั้งหมดของเกลียวในช่วงเวลานี้

เทอร์โมเซตติงเรซินทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะสำหรับวัสดุเสริมแรง ในกระบวนการม้วนแบบเปียก เรซินจะถูกนำไปใช้โดยตรงในระหว่างกระบวนการม้วน กระบวนการม้วนแบบแห้งขึ้นอยู่กับการใช้เร่ร่อน ซึ่งถูกเคลือบไว้ล่วงหน้าด้วยเรซินในขั้นตอน B การชุบแข็งจะดำเนินการที่อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยไม่มีแรงดันมากเกินไป ขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการขึ้นอยู่กับการนำผลิตภัณฑ์ออกจากแกนหมุน หากจำเป็น สามารถดำเนินการเก็บผิวละเอียดได้: การแปรรูปทางกลหรือวิธีการเจียร กระบวนการไขลานหลักมีลักษณะที่หลากหลาย ซึ่งแตกต่างกันไปตามลักษณะของการม้วนเท่านั้น เช่นเดียวกับคุณสมบัติการออกแบบ การผสมผสานวัสดุ และประเภทอุปกรณ์ โครงสร้างจะต้องเป็นแผลบนพื้นผิวของการปฏิวัติ อย่างไรก็ตาม ยังสามารถขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ประเภทอื่นๆ ได้ เช่น บีบอัดส่วนที่ยังไม่ผ่านการบ่มในแม่พิมพ์ปิด

การออกแบบกลายเป็นคล้ายกับทรงกระบอกเรียบ ท่อหรือท่อ ซึ่งได้มาจากหลายเซนติเมตรถึงหลายสิบเซนติเมตร การไขลานช่วยให้คุณขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรงกรวย ทรงกลม และ geodesic รับเรือ ความดันสูงและถังเก็บต้องใส่ฝาท้ายเข้าไปในขดลวด สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่จะทำงานภายใต้สภาวะการโหลดที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น แรงดันภายนอกหรือภายใน แรงอัด หรือแรงบิด ท่อและภาชนะเทอร์โมพลาสติกที่ทำจากโลหะแรงดันสูงนั้นเสริมความแข็งแรงด้วยผ้าพันแผลภายนอกในระหว่างการม้วน ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตาม มีอีกด้านหนึ่งของกระบวนการไขลาน ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยความเร็วในการผลิตที่ช้าลง ข้อดีคือวัสดุเสริมแรงอย่างถาวรจะพอดีกับการม้วน

สามารถใช้เครื่องจักรสำหรับกระบวนการไขลานได้ ประเภทต่างๆ: จากเครื่องกลึงและเครื่องจักรต่างๆ ที่ใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ ไปจนถึงหน่วยคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยมีการเคลื่อนที่สามหรือสี่แกน นอกจากนี้ยังมีเครื่องจักรที่ผลิตท่ออย่างต่อเนื่อง เพื่อความสะดวกในการม้วนถังขนาดใหญ่ ต้องออกแบบอุปกรณ์พกพาที่สถานที่ติดตั้ง

ข้อดีหลักของวิธีการม้วน:

• วิธีการสร้างผลกำไรทางเศรษฐกิจในการวางวัสดุเนื่องจากความเร็วของกระบวนการ
• ความสามารถในการปรับอัตราส่วนเรซิน / แก้ว
• น้ำหนักของตัวเองต่ำ แต่ในขณะเดียวกันก็มีความแข็งแรงสูง
• วิธีนี้ไม่ทำให้เกิดการกัดกร่อนและการผุกร่อน
• วัสดุราคาไม่แพงนัก
• โครงสร้างที่ดีของลามิเนตเนื่องจากโพรไฟล์มีเส้นใยทิศทางและ เนื้อหาดีวัสดุแก้ว

5. การกด

กระบวนการกดประกอบด้วยการให้รูปร่างที่ต้องการโดยตรงกับผลิตภัณฑ์ภายใต้อิทธิพลของแรงดันสูง ซึ่งเกิดขึ้นในแม่พิมพ์ที่อุณหภูมิของการแข็งตัวอย่างรวดเร็วของวัสดุ เนื่องจากแรงดันภายนอกในวัสดุที่ถูกกด การบดอัดและการทำลายโครงสร้างบางส่วนของโครงสร้างเดิมจึงเกิดขึ้น แรงเสียดทานระหว่างอนุภาควัสดุที่สัมผัสซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการบดอัดทำให้เกิดพลังงานความร้อนซึ่งจะนำไปสู่การละลายของสารยึดเกาะ หลังจากที่วัสดุเข้าสู่สถานะ viscoplastic แล้ว วัสดุจะกระจายตัวในแม่พิมพ์ภายใต้การกระทำของแรงดัน ทำให้เกิดโครงสร้างที่สมบูรณ์และแน่นหนา กระบวนการชุบแข็งจะขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเชื่อมขวางของโมเลกุลขนาดใหญ่เนื่องจากการควบแน่นของโพลิคอนเดนเสทระหว่างกลุ่มอิสระของสารยึดเกาะ ปฏิกิริยาต้องการความร้อน ซึ่งในระหว่างนั้นจะมีการปล่อยสารระเหยโมเลกุลต่ำ เช่น เมทานอล น้ำ ฟอร์มัลดีไฮด์ แอมโมเนีย เป็นต้น

พารามิเตอร์สำหรับเทคโนโลยีการกดโดยตรง:

• อุณหภูมิอุ่น;
• แรงกด;
• อุณหภูมิกด;
• การสัมผัสชั่วคราวภายใต้ความกดดัน
• พารามิเตอร์เตรียมพิมพ์

แรงกดจะกระทำโดยตรงกับวัสดุในช่องแม่พิมพ์ในระหว่างการกดโดยตรง ดังนั้นชิ้นส่วนแม่พิมพ์อาจสึกหรอก่อนเวลาอันควร รอบการกดอาจอยู่ที่ 4 ถึง 7 นาที ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของผลิตภัณฑ์ การอัดพลาสติกโดยตรงสำหรับการเสริมแรงมีสองแบบ ซึ่งขึ้นอยู่กับวิธีการชุบฟิลเลอร์ที่เป็นเส้นใย:

• กดผ้าใบและผ้าที่แห้งและเคลือบไว้ล่วงหน้า
• กดด้วยการเคลือบในแบบฟอร์ม

วิธีแรกเป็นที่นิยมมากขึ้น การกดโดยตรงใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างค่อนข้างง่าย เนื่องจากความต้องการคุณภาพสูงของพื้นผิวด้านนอกของชิ้นส่วน จึงมีการสร้างการติดตั้งอัตโนมัติสำหรับส่วนประกอบการจ่ายสารในการเตรียมช่องว่างจากพรีเพก ตัวจัดการอัตโนมัติแบบพิเศษได้รับการออกแบบ ซึ่งบรรจุหีบห่อของช่องว่างลงในแม่พิมพ์กดหลายช่อง เครื่องพิมพ์ความเที่ยงตรงสูงรุ่นใหม่มีการติดตั้งด้วย ระบบที่ทันสมัยการควบคุมด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะได้ชิ้นส่วนที่มีพื้นผิวคุณภาพสูงและค่าใช้จ่ายก็ใกล้เคียงกันกับชิ้นส่วนเหล็ก

6. เทคโนโลยีเอสเอ็มซี

อุปสรรคสำคัญต่อการแพร่กระจายของวัสดุคอมโพสิตนั้นไม่เหมาะสม เทคโนโลยีดั้งเดิมปล่อยให้เป็นไปตามความต้องการของการผลิตขนาดใหญ่ที่ทันสมัย ​​ยิ่งไปกว่านั้น เป็นแบบอัตโนมัติทั้งหมด จนถึงปัจจุบัน ชิ้นส่วนประกอบยังคงเป็น "สินค้าชิ้น" แรงงานที่มีราคาแพงของบุคลากรที่มีประสบการณ์มีส่วนทำให้ต้นทุนของวัสดุเหล่านี้สูง อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เรามีความก้าวหน้าอย่างมากในการเตรียมวิธีการอัตโนมัติสำหรับการผลิตคอมโพสิต เทคโนโลยี SMC ได้กลายเป็นหนึ่งในการพัฒนาที่เป็นที่ต้องการมากที่สุด

ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของเทคโนโลยีนี้อยู่ภายใต้กระบวนการสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกของเทคโนโลยีมีลักษณะเฉพาะด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าพรีเพกถูกผลิตขึ้นในโรงงานสายพานลำเลียงอัตโนมัติ และในขั้นตอนที่สองแล้ว พรีเพกจะถูกแปรรูปในแม่พิมพ์เหล็กเป็นชิ้นส่วนสำเร็จรูป มาอธิบายขั้นตอนเหล่านี้โดยละเอียดกันดีกว่า โพลีเอสเตอร์เรซินไม่อิ่มตัวใช้เป็นฐานสำหรับวัสดุยึดติด ข้อดี ได้แก่ ราคาถูกและ เวลาอันสั้นบ่ม ส่วนประกอบเสริมคือไฟเบอร์กลาสสับ ซึ่งสุ่มกระจายไปตามปริมาตรของแผ่น รับประกันการเก็บรักษาเป็นเวลานานหลายเดือนที่อุณหภูมิห้องด้วยระบบบ่มเรซิน สารเพิ่มความข้นของสารเคมีจะเพิ่มความหนืดของสารยึดเกาะหลังจากที่ไฟเบอร์กลาสชุบด้วยลำดับความสำคัญหลายระดับ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความสามารถในการใช้การของพรีเพก ตลอดจนเพิ่มอายุการเก็บรักษา สารตัวเติมแร่ซึ่งถูกนำเข้าสู่สารยึดเกาะใน จำนวนมากเพิ่มการทนไฟของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและและปรับปรุงคุณภาพของพื้นผิวอย่างเห็นได้ชัด

พรีเพกที่ได้จะถูกแปรรูปด้วยกระบวนการอัตโนมัติโดยการกดลงในแม่พิมพ์เหล็กที่ให้ความร้อน แม่พิมพ์เหล่านี้มีความคล้ายคลึงในการออกแบบแม่พิมพ์ฉีดสำหรับเทอร์โมพลาสติก ด้วยสูตรผสมสารยึดเกาะ ทำให้พรีเพกแข็งตัวที่อุณหภูมิ 150°C และแรงดัน 50-80 บาร์ที่อัตราความหนา ~30 วินาที/มม. การหดตัวของชุดที่ต่ำมากคือ คุณสมบัติที่สำคัญเทคโนโลยีเอสเอ็มซี เนื่องจากมีแร่ฟิลเลอร์และสารเติมแต่งเทอร์โมพลาสติกพิเศษในปริมาณสูง ทำให้เกิดการหดตัวได้ถึง 0.05% ผลลัพธ์ที่ได้คือแรงกระแทก 50-100 kJ/m 2 และกำลังรับแรงดัดแบบทำลายล้าง - 120-180 MPa เหมาะสมทางเศรษฐกิจที่จะใช้เทคโนโลยี SMC เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์คอมโพสิตคุณภาพสูงในปริมาณมากตั้งแต่หลายพันถึงหลายแสนรายการต่อเดือน ตลาดยุโรปผลิตวัสดุที่คล้ายกันหลายแสนรายการต่อปี อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า ยานยนต์ และรถไฟเป็นผู้บริโภควัสดุเหล่านี้รายใหญ่ที่สุด

7. วิธี RTM (Resin Transfer Molding)

วิธี RTM ขึ้นอยู่กับการชุบและการขึ้นรูปคอมโพสิตภายใต้แรงดัน ในระหว่างที่สารยึดเกาะถูกถ่ายโอนไปยังเมทริกซ์แบบปิด ซึ่งมีสารตัวเติมหรือพรีฟอร์มอยู่แล้ว ผ้าต่างๆการทอแบบต่างๆ สามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุเสริมแรงได้ เช่น วัสดุหลายแกนหรือวัสดุอิมัลชัน และแผ่นรองแก้วแบบผง สารยึดเกาะเป็นเรซิน ซึ่งเจลเป็นเวลา 50-120 นาที มีความหนืดไดนามิกต่ำ GOST 28593-90 กำหนดความหนืดและเวลาการเกิดเจลของเรซิน

วิธีนี้เหมาะสำหรับปริมาณมาตรฐาน 500-10,000 รายการต่อปี การออกแบบของเมทริกซ์ประกอบด้วยรูปแบบคอมโพสิตหรือเหล็กกล้าที่ทำซ้ำรูปทรงภายนอกของชิ้นส่วนทั้งสองด้าน โครงสร้างมีพิกัดอุณหภูมิที่สูงซึ่งยึดโดยการจัดตำแหน่งที่แม่นยำของโครงเหล็กแบบปิดซึ่งรองรับที่จุดจับยึด

วิธีนี้เหมาะสำหรับการผลิตเมทริกซ์ตั้งแต่ 0.2m2 ถึง 100m2 การออกแบบเมทริกซ์ประกอบด้วยแม่พิมพ์คอมโพสิตหรือเหล็กกล้า เมทริกซ์รูปร่างประกอบด้วยการออกแบบที่เบาและยืดหยุ่นมากขึ้น ครึ่งหนึ่งของเมทริกซ์เชื่อมต่อกันภายใต้อิทธิพลของสุญญากาศ

ข้อดีของเทคโนโลยี RTM:

• การผลิตแบบอัตโนมัติ ซึ่งจะช่วยลดลักษณะสุ่มของการแทรกแซงของมนุษย์
• มีการลดและควบคุมปริมาณวัตถุดิบที่ใช้
• ผลกระทบของวัสดุต่อสิ่งแวดล้อมลดลง
• สภาพการทำงานที่ดีขึ้น
• ผลิตภัณฑ์ที่ค่อนข้างแข็งแรงถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการทำให้มีขึ้นที่ดีขึ้น
• อุปกรณ์ที่ค่อนข้างถูก

ทนต่อการกัดกร่อนสูง รับแรงกระแทก คุณภาพพื้นผิวดีเยี่ยม สวยงาม รูปร่างนำไปสู่การใช้วัสดุคอมโพสิตอย่างแพร่หลายในเกือบทุกอุตสาหกรรม

วัสดุเหล่านี้ครอบครองสถานที่สำคัญในการผลิตผลิตภัณฑ์ สำหรับการขนส่งทางถนนและในเมือง. เคสทำจากพวกเขา รถ, รถโดยสาร, รายละเอียด ตกแต่งภายใน, ห้องโดยสารรถบรรทุก, ถังน้ำมันเชื้อเพลิง, ถังสำหรับขนส่งของเหลวและสินค้าเทกอง, ตัวเรือและชิ้นส่วนภายในของรถรางและรถโดยสาร

วัสดุคอมโพสิตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน เทคโนโลยีการบินและจรวดและอวกาศโดยมีคุณสมบัติเช่นความแข็งแรงสูงจำเพาะและทนต่ออุณหภูมิสูงทนต่อแรงสั่นสะเทือนขนาดเล็ก แรงดึงดูดเฉพาะ. วัสดุเหล่านี้ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนของร่างกายและรายละเอียดภายใน

วัสดุคอมโพสิตใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านนี้ การต่อเรือ. คุณสมบัติเฉพาะของวัสดุคอมโพสิตทำให้สามารถผลิตตัวถังที่มีความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบาสำหรับเรือ เรือยอทช์ และเรือได้
วัสดุคอมโพสิตยังใช้ทำเรือชูชีพสำหรับเรือบรรทุกน้ำมันอีกด้วย เรือดังกล่าวสามารถบรรทุกลูกเรือออกจากบริเวณที่มีน้ำมันไหม้หกรั่วไหลได้ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ โอกาสนี้เกิดขึ้นแล้ว คุณสมบัติพิเศษวัสดุที่ใช้ ฉนวนกันความร้อนสูงและทนไฟ

การพัฒนาอุตสาหกรรมคอมโพสิตในอ่าวเปอร์เซียนั้นรวดเร็วมาก วัสดุคอมโพสิตถูกนำมาใช้ในโครงการอันทรงเกียรติที่สุดแห่งหนึ่งในภูมิภาค - การก่อสร้างโรงแรมจูไมราห์ รีช ทาวเวอร์. โรงแรมจูไมราห์ รีช ทาวเวอร์ ซึ่งสร้างเสร็จแล้วในดูไบ ได้รับการประกาศให้เป็นโรงแรมสูงสุด ตึกสูงโรงแรมในโลก มีความสูง 321 เมตร ซึ่งสูงกว่าหอไอเฟลในกรุงปารีส ประมาณ 33,000 ตารางเมตรแผงแซนวิชเชื่อมระหว่างห้องพักในโรงแรมกับห้องโถงใหญ่สูงเกือบ 200 เมตร แผงทำจากวัสดุคอมโพสิต เรซินและเจลโค้ตทนไฟได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมและทดสอบอย่างเต็มที่เพื่อใช้ในโครงการนี้ คำแนะนำและประสบการณ์ของโครงการนี้คาดว่าจะสร้างความสนใจอย่างมากในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง

ในภูมิภาค การขนส่งทางรถไฟวัสดุคอมโพสิตค่อยๆ เป็นผู้นำเนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม ทุกปีทุกอย่าง บริษัทอื่นๆพวกเขากำลังเปลี่ยนไปใช้การผลิตวัสดุคอมโพสิตไม่เพียง แต่ชิ้นส่วนแต่ละชิ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบทั้งหมดด้วย

การปฏิวัติที่แท้จริงเกิดขึ้นจากวัสดุคอมโพสิตในด้านของ เกษตรกรรม.คุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนของวัสดุเหล่านี้ช่วยให้สามารถใช้งานได้ในที่ที่ไม่สามารถทนต่อวัสดุอื่นได้ เหล่านี้เป็นองค์ประกอบของฟาร์มปศุสัตว์ ถังเก็บ ปุ๋ยแร่,ของเสีย,ของเตรียมทางการเกษตร. วัสดุคอมโพสิตใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลการเกษตร สิ่งนี้ช่วยให้คุณประหยัดเงินได้อย่างมากไม่เฉพาะระหว่างการผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระหว่างการใช้งานด้วย เนื่องจากในช่วงนอกฤดูกาลของรถแทรกเตอร์ รถเกี่ยวนวดไม่ต้องการค่าบำรุงรักษาส่วนต่างๆ ของร่างกาย และอายุการใช้งานของชิ้นส่วนเหล่านี้ยาวนานกว่ามาก

ขอบเขตการใช้วัสดุคอมโพสิตที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ คือ การสร้างสะพาน. การใช้ไฟเบอร์กลาสเป็นแนวทางในการสร้างสะพานจากวัสดุใหม่ การก่อสร้างที่อยู่ระหว่างการพิจารณาเป็นสะพานยาว 40 เมตรที่ทอดยาวข้ามสะพานที่พลุกพล่านที่สุดแห่งหนึ่ง รถไฟในประเทศเดนมาร์ก สะพานคอมโพสิตแรกที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการสร้างทางข้ามทางรถไฟถูกสร้างขึ้น เงื่อนไขสำคัญสำหรับการสร้างสะพานสำหรับรถไฟที่คับคั่งที่สุดแห่งหนึ่งของเดนมาร์กคือต้องติดตั้งโดยเร็วที่สุด ในเวลาเดียวกัน อาคารต้องเป็นไปตามเกณฑ์การปฏิบัติและความสวยงามบางประการ สะพานถูกประกอบใน 16 ชั่วโมง งานทำตอนกลางคืน สะพานประกอบด้วยส่วนประกอบสามส่วนซึ่งติดตั้งอยู่บนตัวรองรับด้วยสลัก - อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบเดียวของสะพานที่ต้องการการเชื่อมต่อ

วัสดุคอมโพสิตจะถูกนำมาใช้เป็นวัสดุมากขึ้นเรื่อยๆ ใน การก่อสร้างภาคพื้นดิน. ประโยชน์มากมาย: สะพานคอมโพสิตที่ต้องการการบำรุงรักษาเครื่องสำอางมากกว่า 50 ปีเท่านั้น สะพานที่คล้ายกันที่สร้างด้วยเหล็กจะมีน้ำหนัก 28 ตัน และจะต้องเปลี่ยนทุกๆ 25 ปี เช่นเดียวกับ สะพานคอนกรีตเสริมเหล็กซึ่งจะหนัก 90 ตัน ข้อดีหลักประการหนึ่งของโครงสร้างคอมโพสิตน้ำหนักเบาคือต้องการการรองรับที่เล็กกว่าและราคาไม่แพง นอกจากนี้ยังไม่อยู่ภายใต้การกัดกร่อน สะพานนี้ได้รับการออกแบบจากโปรไฟล์มาตรฐานและสามารถผลิตได้ในราคาที่ต่ำกว่าสะพานเหล็กหรือคอนกรีตที่เทียบเคียงได้

สะพานใหม่ที่ซับซ้อนถูกสร้างขึ้นในเทือกเขาแอลป์สวิสเมื่อฤดูใบไม้ร่วงปีที่แล้ว สะพานนี้ประกอบด้วยสององค์ประกอบที่มีน้ำหนัก 900 กก. ซึ่งติดตั้งโดยใช้เฮลิคอปเตอร์ องค์ประกอบถูกติดกาวและยึดเข้าด้วยกัน สะพานที่ประกอบขึ้นจากเหล็กนั้นแทบจะไม่สามารถขนส่งด้วยเฮลิคอปเตอร์ได้ ข้อดีอีกประการของโครงการนี้คือสามารถถอดสะพานออกได้ง่ายในกรณีที่เกิดน้ำท่วมในฤดูใบไม้ผลิ

ใน อุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ วัสดุผสมมีบทบาทสำคัญในกลยุทธ์และทิศทาง การพัฒนาล่าสุด. ดังนั้น หมวกนิรภัย ชุดเกราะ ซึ่งทำแบบดั้งเดิมในทุกประเทศเป็นเวลาหลายปีจากโลหะ ตอนนี้ก็ทำจากวัสดุคอมโพสิตด้วย เรือความเร็วสูง, เรือขนส่ง, เครื่องบินชิงทรัพย์ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นจากการใช้วัสดุคอมโพสิตเท่านั้น การค้นหาวัสดุและเทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง

วัสดุคอมโพสิตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน อุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน. ปัจจุบันองค์ประกอบของแท่นขุดเจาะน้ำมัน ท่อสำหรับท่อส่งน้ำมันและก๊าซ ทำจากวัสดุเหล่านี้ ในปีนี้ การก่อสร้างโรงงานในอุซเบกิสถานสำหรับการผลิตท่อสำหรับท่อส่งน้ำมันและก๊าซจะแล้วเสร็จ ความจุขององค์กรนั้นพิจารณาจากปริมาณการใช้โพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัวที่ทนไฟเท่านั้นจำนวน 6.5 พันตันต่อปี

ใบมีดและตัวเครื่อง ฟาร์มกังหันลม, รถพ่วง, ตู้เย็น, ของใช้ในครัวเรือน, เครื่องสุขภัณฑ์, หินอ่อนเทียม, คอนกรีตโพลีเมอร์, กันซึมของอุโมงค์รถไฟใต้ดิน, แผ่นฉนวน, ที่นั่งสำหรับขนส่งและ สถานที่สาธารณะ,รูปแบบสถาปัตยกรรมขนาดเล็ก,เครื่องเรือน,ทั้งหมดนี้และ ปัจจุบันมีการผลิตอีกมากมายจากวัสดุคอมโพสิต.

คุณสมบัติของการออกแบบและการใช้งานผลิตภัณฑ์จาก CM

เมื่อออกแบบ การผลิต และแนะนำผลิตภัณฑ์จากวัสดุคอมโพสิตที่มีสารตัวเติมเส้นใย (FFM) ไม่มีจำเป็นต้องคำนึงถึงคุณลักษณะหลายประการที่มีอยู่ในวัสดุประเภทนี้:

ก) Anisotropy ของลักษณะทางกายภาพและทางกลของ VKM

หากวัสดุแบบดั้งเดิม (เหล็ก เหล็กหล่อ) เช่นเดียวกับ CM ที่ชุบแข็งแบบกระจาย มีคุณสมบัติไอโซโทรปิก ดังนั้น VCM จะมีลักษณะเฉพาะที่เด่นชัด ด้วยความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะของการเสริมแรงแบบเส้นใยและเมทริกซ์ อัตราส่วนระหว่างลักษณะของ VKM ในทิศทางที่ต่างกันอาจแตกต่างกันไป Xia ภายในช่วงกว้าง: จาก 3-5 ครั้งถึง 100 ครั้งหรือมากกว่า

ข) เมื่อออกแบบโครงสร้าง โครงสร้างที่ทำจากวัสดุดั้งเดิม นักออกแบบจะจัดการกับผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปในรูปแบบแผ่น เหล็กกล้า ผลิตภัณฑ์รีดขึ้นรูป การหล่อ ฯลฯ พร้อมรับประกันซัพพลายเออร์คุณสมบัติของคอม งานของเขาคือการเลือกผ้ากึ่งสำเร็จรูปที่เหมาะสม kats กำหนดเรขาคณิตตามวัตถุประสงค์การใช้งานและวิธีการเชื่อมต่อแต่ละส่วน งานของนักเทคโนโลยีคือการจัดเตรียมรูปร่าง ขนาด และคุณภาพของการเชื่อมต่อของโครงสร้างที่ต้องการ องค์ประกอบ การวิเคราะห์กระบวนการที่เกิดขึ้นในทุกขั้นตอนของการสร้างผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป เพื่อให้ได้วัสดุที่มีระดับตัวละครที่ต้องการ teristic เป็นของความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ มีเวลา การเปลี่ยนแปลงและการแบ่งองค์กรของกระบวนการรับสินค้าจาก วัสดุดั้งเดิมเป็นสามขั้นตอน:

- วัสดุศาสตร์- ได้วัสดุตามที่กำหนด ฮาลักษณะเฉพาะ;

- ออกแบบ- การออกแบบผลิตภัณฑ์โครงสร้าง

- เทคโนโลยี- การผลิตผลิตภัณฑ์และเครื่องจักร

ขั้นตอนเหล่านี้แยกจากกันตามเวลาและถือว่าไม่เกี่ยวข้องกันกันเอง ถ้าผู้ออกแบบได้รับคำแนะนำจากลักษณะของวัสดุที่นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุบรรลุผลและมีแนวคิดทั่วไป เกี่ยวกับระดับของเทคโนโลยีสมัยใหม่

การผลิตโครงสร้างจาก CM เกิดขึ้นตามกฎในการดำเนินการทางเทคโนโลยีเดียวกับการสร้างวัสดุ ในเวลาเดียวกัน ซิงโครนัส แต่ด้วยการผลิตโครงสร้างที่ซับซ้อนทางเคมีกายภาพและกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของโครงสร้างและการแปลงรวมของเมทริกซ์ การมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุเสริมแรง พวกมันมาพร้อมกับปรากฏการณ์ทางกลโดยตรง ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของวัสดุและ ความจุแบริ่งคอมโพสิตชิ้นส่วนในการก่อตัวของข้อบกพร่องในสถานะที่ไม่ได้บรรจุดังนั้นนักออกแบบที่ออกแบบผลิตภัณฑ์จาก CM จึงต้องรู้จักและคำนึงถึงหลักวัสดุศาสตร์ในการสร้าง CM เมื่อพัฒนา และวิธีการทางเทคโนโลยีในการรับสินค้าจาก CM. นักเทคโนโลยีที่ไม่มีความรู้ด้านการออกแบบเกี่ยวกับการโหลดและสภาพการใช้งานสร้างของผลิตภัณฑ์จาก VKM ของฉันไม่สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ความแตกต่างระหว่าง KM และวัสดุดั้งเดิมเพราะ คุณสมบัติของ CM ขึ้นอยู่กับปัจจัยโครงสร้างและเรขาคณิต (ปริมาณของเส้นใยเสริมแรงและเมทริกซ์ จำนวนและการจัดเรียงของชั้นและ เป็นต้น) ซึ่งไม่ทราบล่วงหน้า ดังนั้นแนวทางจะต้องโครงสร้างและเทคโนโลยี และสิ่งนี้เป็นตัวกำหนดคุณลักษณะขององค์กรความเป็นไปได้ในการผลิตผลิตภัณฑ์จาก CM.

ใน)เนื่องจากความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างขั้นตอนการผลิตการออกแบบจาก KM - การสร้างวัสดุโครงสร้างและเทคโนโลยีเพื่อให้ได้มา - การใช้สำนักงานออกแบบเฉพาะทางจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นมีศักยภาพด้านการออกแบบและเทคโนโลยีครบครันด้วยเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และการผลิตเชิงทดลองที่ทรงพลังแต่ยืดหยุ่นทรัพย์สินเพราะทุกอย่าง การตัดสินใจที่สร้างสรรค์จำเป็นต้องออกกำลังกายทดสอบผลิตภัณฑ์ต้นแบบ แคมเปญดังกล่าวในองค์กรการผลิตควรอยู่ในทุกอุตสาหกรรมที่มีการใช้ CM อย่างแพร่หลายใบสมัคร: การก่อสร้าง, การขนส่ง, การบิน, เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรมยางรถยนต์ อุตสาหกรรมไฟฟ้า เป็นต้น เพราะ ก่อนความต้องการของพวกเขาแตกต่างกันมาก

ช)เมื่อออกแบบชิ้นส่วนจากพอลิเมอร์ CM จำเป็นคำนึงถึงข้อบกพร่องของพวกเขา:

แรงเฉือนต่ำ

ประสิทธิภาพการบีบอัดต่ำ

คืบคลานเพิ่มขึ้น;

ความต้านทานความร้อนค่อนข้างต่ำของ PCM

ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับข้อต่อของผลิตภัณฑ์ PCM เนื่องจากแรงเฉือนและแรงสัมผัสต่ำ

จ)แม้จะมีความสนใจอย่างมากในปัญหาของรัฐที่ จำกัด niya วิธีการที่เชื่อถือได้ในการกำหนดระยะขอบความปลอดภัยองค์ประกอบโครงสร้างจาก KM หมายเลข เนื่องจากความซับซ้อนของปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความแข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์ CM มูลค่าของ การเลือกวิธีการในการประมวลผลผลการทดสอบทดลองนิวยอร์ก

ปัจจุบัน การประเมินความแข็งแกร่งของโครงสร้าง CM ประกอบด้วยชุดการทดสอบ ได้แก่

การทดสอบโหลดการทำงาน 100%;

การทดสอบแบบคัดเลือกพร้อมการนำโครงสร้างไปสู่การทำลายล้างนียา

การประกันคุณภาพและความสำเร็จของการทดสอบทั้งสองประเภทนี้จะทำให้เกิดความเสถียร กระบวนการทางเทคโนโลยี.

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การประเมินความแรงของแต่ละส่วนได้มาก่อนโดยใช้ วิธีการที่ไม่ทำลายล้างมีประสบการณ์niya - อัลตราซาวนด์, การปล่อยเสียง ฯลฯ

จ)การกำหนดความคลาดเคลื่อนและความพอดีของชิ้นส่วนจาก KM

เพราะ การก่อตัวของพื้นผิวในผลิตภัณฑ์จาก CM เกิดขึ้น วิธีทางที่แตกต่าง(ไขลาน กด ออก ฯลฯ) และพวกเขา ส่วนใหญ่มักไม่อยู่ภายใต้การประมวลผลทางกล ระบบขึ้นอยู่กับการเปิดตัวและข้อกำหนดสำหรับความสะอาดพื้นผิวควรสร้างขึ้นอย่างมากยืดหยุ่นได้. แนวทางที่คล้ายคลึงกันควรนำไปใช้กับการควบคุมการกระจายมวลที่เกี่ยวข้องกับการกระเจิงของพารามิเตอร์ของวัสดุเริ่มต้นและอัตราส่วนใน CM ลักษณะที่ปรากฏในกระบวนการทางเทคโนโลยี ปริมาณแตกต่างกันในทิศทางของสารตัวเติม ฯลฯ

กรัม)การเปลี่ยนไปใช้ KM ในการผลิตผลิตภัณฑ์ทางวิศวกรรมส่งผลต่อรายละเอียดของส่วนประกอบเครื่องจักร เพราะ วัสดุต่อต้าน ถูกสตรีมเฉพาะส่วนที่ไม่พึงปรารถนาที่จะทำการกลึงต่อไปในอนาคตก็เพิ่มขึ้นแน่นอนคำถามของการเข้าร่วมแต่ละส่วน วิธีการผลิต ส่วนประกอบที่คล้ายคลึงกันของเครื่องจักรที่ทำด้วยโลหะ ในกรณีนี้ ma . อย่างใดอย่างหนึ่งไม่ได้ผลหรือไม่เป็นที่ยอมรับเลย ในเรื่องนี้ขอแนะนำมันแตกต่างจากการประกอบทั้งหมดจาก CM ซึ่งก่อนหน้านี้แบ่งออกเป็นซีรีย์ชิ้นส่วนซึ่งประกอบเป็นผลิตภัณฑ์โดยใช้การเชื่อมต่อแบบถอดได้หรือแบบถาวร ทิศทางนี้ได้ผลมากเพราะ ค่าแรงและค่าพลังงานลดลง แม้ว่าการปฏิบัติงานจะลดลงก็ตามวิทยุต้องมีการปรับโครงสร้างใหม่ อุปกรณ์เทคโนโลยีและกระบวนการผลิต

ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกาในปี 1970 ใน การผลิตจำนวนมากรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถยนต์, แผงด้านหน้าได้รับการแนะนำด้วยการเปิดสำหรับซับในหม้อน้ำทำจากแผ่น KM เป็นครั้งแรก นอกเหนือจากด้านล่างการลดน้ำหนักลง 50% การบริโภคลดลงอย่างมาก dov โดยการรวมหลายส่วนเป็นหนึ่งเดียว แผงแบบชิ้นเดียวนี้ได้ขจัดการปั๊มโลหะแผ่น กลไก การตัดเฉือนและการประกอบ ขจัดความเครียดที่เกี่ยวข้องpy, แบบฟอร์มและอุปกรณ์จับยึดเครื่อง เธอยูไนเต็ด 16การตีขึ้นรูปแผ่นและชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปในชิ้นเดียวจาก กม. ในปี 1979 รถยนต์นั่งส่วนบุคคลมากกว่า 35 รุ่นเริ่มใช้แผงด้านหน้าของ KM รวมถึงตัวเรือนและซ็อกเก็ตไฟหน้าไฟจอดรถ ไฟเบรก ไฟเลี้ยว และไฟบอกตำแหน่ง

ชม)จำเป็นต้องเปลี่ยนแนวทางในการกำหนดประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของการใช้ CM ตามกฎแล้วผลกระทบทางเศรษฐกิจของการประยุกต์ใช้ CM เกิดขึ้นที่ "ผู้บริโภค" ในรูปแบบของการเพิ่มชั้นเชิงเทคนิคร่วม, ลักษณะการทำงานผลิตภัณฑ์ ความทนทาน การบำรุงรักษา ฯลฯ ดังนั้นผลกระทบทางเศรษฐกิจสามารถกำหนดได้โดยใช้ .เท่านั้น แนวทางระบบ, สั่งสอน ซึ่งส่วนประกอบทั้งหมดของผลกระทบโดยรวมของการเปลี่ยนแบบดั้งเดิมเนื้อหาใหม่เกี่ยวกับ KM และเปลี่ยนเป็น เทคโนโลยีใหม่ในการผลิต nii รายละเอียดหรือโครงสร้างโดยรวม

เฉพาะบุคคลโดยคำนึงถึงคุณสมบัติที่กำหนด ทำให้การเปลี่ยนไปใช้ CM แทนโลหะมีประสิทธิภาพและมีแนวโน้มเปิดโลกทัศน์ใหม่สำหรับการพัฒนาและ การปรับปรุงเทคโนโลยี

การจำแนกประเภทของวัสดุคอมโพสิต

ตามชนิดของสารเสริมแรง CM สมัยใหม่สามารถ แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

กระจายตัวแข็ง;

เส้นใย.

กระจายตัวแข็ง วัสดุคอมโพสิต (PCM) เป็นวัสดุในเมทริกซ์ซึ่งมีการกระจายอนุภาคละเอียดอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีบทบาทในขั้นการเสริมความแข็งแกร่งอนุภาคฟิลเลอร์ที่กระจายตัวถูกนำเข้าสู่เมทริกซ์ด้วยวิธีการทางเทคโนโลยีพิเศษ อนุภาคไม่ควรมีปฏิสัมพันธ์กับเมทริกซ์อย่างแข็งขันและไม่ควรละลายในนั้นจนถึงอุณหภูมิหลอมเหลว ในวัสดุเหล่านี้ เมทริกซ์รับน้ำหนักหลัก ซึ่งโครงสร้างถูกสร้างขึ้นเนื่องจากเฟสเสริมแรง ทำให้ยาก การเคลื่อนไหวของความคลาดเคลื่อน CM ที่ชุบแข็งแบบกระจายเป็นแบบไอโซโทรปิก พวกเขาใช้ในการบิน วิทยาศาสตร์จรวด ฯลฯ เนื้อหาของกระจัดกระจาย เฟสอยู่ที่ ~5-7% (หลอด สายไฟ ฟอยล์ แท่ง ฯลฯ)

กลไกของผลกระทบจากการชุบแข็งจากการรวมอนุภาคที่กระจายตัวในเมทริกซ์นั้นแตกต่างกันไปสำหรับ DUCM ประเภทต่างๆ

1) วัสดุคอมโพสิตเสริมแรงแบบกระจาย "เมทริกซ์พลาสติก - ฟิลเลอร์เปราะ"

สำหรับวัสดุประเภทนี้ สามารถใช้แทนเมทริกซ์ได้ เช่น Al, Ag, Cu, Ni, Fe, Co, Ti สารประกอบจากออกไซด์ (Al 2 O 3 ; SiO 2 ; Cr 2 O 3 ; ThO 2 ; TiO 2 ), คาร์ไบด์ (SiC ; TiC ), ไนไตรด์ (Si 3 N 4 ; AlN ), บอไรด์ (TiB 2 ; CrB 2 ; ZrB 2).

จากข้อมูลการทดลอง สามารถกำหนดข้อกำหนดต่อไปนี้สำหรับวัสดุตัวเติมเพื่อให้มั่นใจว่าการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดในช่วงการเสริมความแข็งแรง เขาต้องมี:

การหักเหของแสงสูง ( t pl . > 1000 ° จาก);

ความแข็งสูงและโมดูลัสความยืดหยุ่นสูง

การกระจายตัวสูง (พื้นที่ผิวจำเพาะ - S sp≥ 10 นาที 2 /กรัม);

ไม่ควรมีการรวมตัวกัน (ฟิวชั่น) ของอนุภาคที่กระจัดกระจายในกระบวนการผลิตและการใช้งาน

อัตราการแพร่กระจายของอนุภาคที่กระจัดกระจายไปยังเมทริกซ์โลหะควรมีค่าต่ำ

กลไกการชุบแข็ง วัสดุคอมโพสิต "เมทริกซ์พลาสติก - ฟิลเลอร์เปราะ".

การชุบแข็งจะดำเนินการตามกลไกการเคลื่อนที่: หากระยะห่างระหว่างอนุภาคเพียงพอ ความคลาดเคลื่อนจะโค้งงอระหว่างกันภายใต้การกระทำของความเค้นเฉือน ส่วนต่างๆ ของมันจะอยู่ด้านหลังแต่ละอนุภาค ทำให้เกิดลูปรอบอนุภาค ในบริเวณระหว่างลูปความคลาดเคลื่อนจะเกิดสนามความเค้นแบบยืดหยุ่นซึ่งทำให้ยากต่อการผลักความคลาดเคลื่อนใหม่ระหว่างอนุภาค (รูปที่ 1) สิ่งนี้ทำให้มีความต้านทานต่อนิวเคลียส (การเริ่มต้น) ของรอยแตกเพิ่มขึ้น

ข้าว. หนึ่ง. การแสดงแผนผังของกระบวนการสร้างลูปความคลาดเคลื่อนในเมทริกซ์พลาสติก:

1 – อนุภาคกระจาย; 2 - เส้นของความคลาดเคลื่อน; 3 – ลูปความคลาดเคลื่อน; 4 – สนามความเค้นยืดหยุ่น;

d คือขนาดอนุภาคฟิลเลอร์ L คือระยะห่างระหว่างอนุภาคฟิลเลอร์ที่อยู่ติดกัน

τ คือทิศทางของแรงเฉือน

ใบเสร็จ วัสดุคอมโพสิต "เมทริกซ์พลาสติก - ฟิลเลอร์เปราะ".

โดยทั่วไป ลำดับ การดำเนินงานทางเทคโนโลยีเพื่อให้ได้ DUCM ของประเภท "พลาสติกเมทริกซ์ - ฟิลเลอร์เปราะ" มีดังนี้:

ก) การได้มาซึ่งผงผสม;

ข) กด;

c) การเผาผนึก;

d) การเสียรูปของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป

จ) การหลอม

2) วัสดุคอมโพสิตเสริมแรงแบบกระจาย "เมทริกซ์เปราะ - ฟิลเลอร์พลาสติก"

โครงสร้างของ DCCM ดังกล่าวแสดงโดยเมทริกซ์เซรามิกที่มีอนุภาคฟิลเลอร์โลหะกระจายอยู่อย่างสม่ำเสมอ คอมโพสิตเหล่านี้อยู่ในชั้นของเซอร์เม็ท ระยะห่างระหว่างอนุภาคที่อยู่ติดกันถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนเศษส่วนของปริมาตร และผลของการเสริมแรงสามารถปรากฏออกมาได้เมื่อเนื้อหาของอนุภาคอยู่ที่ 15-20% โดยปริมาตร

ในเฟสเซรามิก สามารถใช้ออกไซด์ของวัสดุทนไฟและสารประกอบที่ไม่ใช่ออกไซด์ของวัสดุทนไฟได้: Al 2 O 3, 3Al 2 O 3∙ 2SiO 2 , Cr 2 O 3 , ZrO 2 , ThO 2 , Y 2 O 3 , Si 3 N 4 , TiN , ZrN , BN, ZrB 2 , TiB 2 , NbB 2 , HfB 2 เป็นเฟสโลหะ - Fe, Co, Ni, Si, Cu, W, Mo, Cr, Nb, Ta, V, Zr, Hf, Ti การเลือกคู่เซอร์เมต์เฉพาะแต่ละคู่เพื่อให้ได้คอมโพสิตนั้นเกิดจากความเป็นไปได้ในการสร้างส่วนต่อประสานที่เสถียรอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาระหว่างโซลิดเฟสที่อุณหภูมิไม่เกินอุณหภูมิหลอมเหลวของส่วนประกอบที่หลอมละลายได้มากที่สุดของทั้งคู่ หรืออุณหภูมิของ การก่อตัวของยูเทคติกละลาย

กลไกการยับยั้งการทำลายวัสดุคอมโพสิต "เมทริกซ์เปราะ - ฟิลเลอร์พลาสติก" .

กระบวนการทำลายคอมโพสิตดังกล่าวสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนตามเงื่อนไข ในระยะแรก ระหว่างการโหลด การแตกหักแบบเปราะจะเกิดขึ้นครั้งแรกในเมทริกซ์เนื่องจากความเข้มข้นของความเค้นที่เพิ่มขึ้นบน microheterogeneitiesโครงสร้างของมัน: micropores, ขอบของเมล็ดพืช, เมล็ดพืชขนาดใหญ่ไม่เท่ากัน เมื่อถึงระดับความเครียดวิกฤต รอยร้าวก็เริ่มต้นขึ้น

ในขั้นตอนที่สอง รอยแตกที่ขยายพันธุ์จะทำปฏิกิริยากับอนุภาคโลหะพลาสติก (รูปที่ 2): ความเค้นสูงสุดกระทำที่ส่วนปลาย ซึ่งนำไปสู่การเสียรูป การยืดตัว และการแตกร้าวของอนุภาคโลหะ ในกรณีนี้ งานทำลายวัสดุคอมโพสิตนี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับลักษณะเฉพาะของวัสดุที่ไม่เสริมแรง สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากต้นทุนของพลังงานรอยแตกสำหรับงานการเปลี่ยนรูปพลาสติกของอนุภาคทั้งหมดที่เข้าสู่ด้านหน้าของรอยแตก เป็นผลให้ความต้านทานต่อการเกิดรอยแตกเพิ่มขึ้นเนื่องจากขอบของมันทับซ้อนกันด้วย "สะพานเชื่อมต่อ" ที่ทำจากโลหะดัด

ข้าว. 2. ภาพประกอบของกระบวนการยับยั้งการแตกหักในเมทริกซ์เปราะ:

1 – อนุภาคโลหะที่อยู่ด้านหน้าของรอยแตก; 2 - "สะพานสื่อสาร" ก่อตัวขึ้น พิการ

อนุภาคโลหะ 3 – ทำลายอนุภาคโลหะ; 4 – ขอบแตก;σ R- ความเค้นแรงดึง

ใบเสร็จ วัสดุคอมโพสิต "เมทริกซ์เปราะ - ฟิลเลอร์พลาสติก".

ลำดับของการดำเนินการทางเทคโนโลยีที่ใช้เพื่อให้ได้:

ก) การได้มาซึ่งส่วนผสมของผงผสม;

b) ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับส่วนผสมของสารยึดเกาะอินทรีย์

ค) กด;

d) การกำจัดสารยึดเกาะอินทรีย์;

จ) การเผาผนึก;

ฉ) การตัดเฉือน

เพื่อให้แน่ใจว่าการอัดตัว (ปั้น) ของส่วนผสมของผงของส่วนประกอบ สารยึดเกาะอินทรีย์ถูกนำมาใช้โดยการผสมกับสารละลายของสารอินทรีย์บางชนิด (โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ โพลีไวนิลบิวทิรัล, เอทิลีนไกลคอล, ยาง ฯลฯ) ตามด้วยการทำให้แห้งเพื่อเอาตัวทำละลายออก อันเป็นผลมาจากการดำเนินการนี้ แต่ละอนุภาคของส่วนผสมผงจะถูกปกคลุม ชั้นบางพลาสติไซเซอร์ จากนั้น เมื่อใช้แรงกดกับส่วนผสมของผงที่เทลงในแม่พิมพ์ อนุภาคของมันจะเกาะติดกับชั้นของพลาสติไซเซอร์ หลังจากผ่านกรรมวิธีทางความร้อนของผลิตภัณฑ์ในสุญญากาศหรือในผงเติมของอลูมินาหรือคาร์บอนแบล็ค สารยึดเกาะจะถูกลบออกที่อุณหภูมิ การทำลายความร้อนหรือการเผาไหม้ (300 - 400° จาก). หลังจากกำจัดสารยึดเกาะอินทรีย์ อนุภาคในปริมาตรของผลิตภัณฑ์จะยังคงอยู่เนื่องจากแรงเสียดทานเป็นหลัก อุณหภูมิการเผาผนึกของคอมโพสิตถูกจำกัดโดยอุณหภูมิการเผาผนึกของเมทริกซ์เซรามิก ดำเนินการในตัวกลางก๊าซที่เป็นกลาง (อาร์กอน ฮีเลียม) หรือในสุญญากาศ หากจำเป็น วัสดุที่เผาแล้วจะถูกตัดเฉือนโดยใช้เครื่องมือเพชร

เส้นใย KMสามารถจำแนกได้ตามชนิดของสารตัวเติมเสริมแรง ในการผลิตแก้วความแข็งแรงสูง, คาร์บอน, โบรอน, เส้นใยอินทรีย์, ลวดโลหะ, หนวดของคาร์ไบด์จำนวนหนึ่ง, ออกไซด์ ไนไตรด์ เป็นต้น

วัสดุเสริมแรงใช้ในรูปแบบของเส้นใยเดี่ยว, เกลียว, มัด, ตาข่าย, ผ้า, เทป, ผืนผ้าใบ CM ที่เป็นเส้นใยสามารถแยกแยะได้โดยวิธีการเสริมกำลัง: เชิงและสุ่ม (สุ่ม) ในกรณีแรก คอมโพสิตมีคุณสมบัติแอนไอโซโทรปีที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ในวินาที พวกมันเป็นเสมือนไอโซทรอปิก เศษส่วนปริมาตร สารตัวเติมในเส้นใย CM คือ 60-70%

ตามประเภทของเมทริกซ์ คอมโพสิตคือ:

พอลิเมอร์ (PCM);

โลหะ (MKM);

เซรามิก (KKM);

- คาร์บอน-คาร์บอน(ยูเคเอ็ม).

วัสดุพอลิเมอร์คอมโพสิต - นี้ heterophasicวัสดุผสมที่มีเฟสพอลิเมอร์ต่อเนื่อง (เมทริกซ์) ซึ่งสารตัวเติมที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซจะถูกกระจายแบบสุ่มหรือในลำดับที่แน่นอน สารเหล่านี้เติมส่วนหนึ่งของปริมาตรเมทริกซ์ซึ่งจะช่วยลดการใช้วัตถุดิบที่หายากหรือมีราคาแพงและ (หรือ) แก้ไของค์ประกอบให้ คุณสมบัติที่จำเป็นเนื่องจากวัตถุประสงค์คุณสมบัติของกระบวนการผลิตและการแปรรูปทางเทคโนโลยีตลอดจนสภาพการทำงานของผลิตภัณฑ์ ถึงพวกเขา รวมถึงพลาสติกส่วนใหญ่, ยาง, สีและวาร์นิช, สารประกอบโพลีเมอร์, สารยึดติด ฯลฯ

ขึ้นอยู่กับชนิดของพอลิเมอร์เมทริกซ์ เทอร์โมพลาสติกที่เติม เทอร์โมพลาสติก (ตาม โพลิเอทิลีน โพลิไวนิลคลอไรด์ คาพรอน เป็นต้น), เรซินสังเคราะห์ (โพลีเอสเตอร์, อีพ็อกซี่ฟีนอลิกและอื่น ๆ.)และยางพารา . ขึ้นอยู่กับชนิดของสารตัวเติม PCM แบ่งออกเป็นพลาสติกที่เติมอนุภาค (สารตัวเติม - อนุภาคกระจายรูปร่างต่าง ๆ รวมถึงเส้นใยสับ) พลาสติกเสริมแรง(ประกอบด้วยสารเสริมแรงของโครงสร้างเส้นใยต่อเนื่อง), พลาสติกที่เติมแก๊ส, เติมน้ำมันยาง; ตามลักษณะของสารตัวเติม โพลีเมอร์ที่เติมจะแบ่งออกเป็นแอสโบพลาสติก (ฟิลเลอร์-ใยหิน) ชั้นกราไฟต์ (กราไฟต์) ไม้ลามิเนต(ไม้วีเนียร์ไม้), ไฟเบอร์กลาส (ไฟเบอร์กลาส), คาร์บอนไฟเบอร์ (คาร์บอนไฟเบอร์), ออร์กาโนพลาสติก (เส้นใยเคมี), โบโรพลาสติ(เส้นใยโบรอน) เป็นต้น รวมทั้งลูกผสมหรือ polyfibreพลาสติก (ฟิลเลอร์ผสมเส้นใยต่างๆ)

ตามวิธีการผลิต PCM สามารถแบ่งออกเป็น: การวาง, คดเคี้ยว, pultrusion, การกด ฯลฯ