دانشنامه کامپوزیت ها, مقالات, مقالات دانشنامه کامپوزیت, وکیوم بگ

مراحل ساخت با استفاده از کیسه خلاء (وکیوم بگ)

– تعریف و بررسی کاربرد روش ساخت vacuum bag در صنایع

-مزایای فرآیند وکیوم بگ

– ساخت با استفاده از کیسه خلاء

– مراحل وکیوم بگینگ

وکیوم بگینگ قطعات کامپوزیتی:

امروزه فرآیند های تولید به سمت اتوماتیک شدن پیش می روند اما در ایران هنوز فرآیند های دستی  ساخت قطعات کامپوزیتی به قوت خود باقی اند و مورد استفاده قرار می گیرند. فرآیند کیسه‌ خلاء روش ساخت یک ماده کامپوزیتی با استفاده از خلاء برای بیرون کشیدن حباب‌های هوا و سایر ناخالصی‌ها از رزین و الیاف است که به بهبود خواص و نتایج نسبت به لایه گذاری دستی کمک شایانی می کند.

 

شکل (1): لایه گذاری قبل و بعد وکیوم بگ

 

محصولات قالب‌گیری کیسه‌ای معمولا در مقایسه با آنچه در قالب‌گیری تزریقی با ضخامت مشابه تولید می شود استحکام بالاتری دارند. قالب گیری کیسه ای به طور سنتی برای ساخت اجزای ساختاری با کارایی بالا، مانند مصالح ساختمانی، صنایع حمل و نقل هوایی، بدنه خودرو، بدنه کشتی و طیف وسیعی از محصولات نظامی استفاده می شود. همچنین اغلب با سایر تکنیک های قالب گیری ادغام می شود. در همین راستا فرآیند ساخت مواد کامپوزیتی با استفاده از کیسه خلاء در سال‌های اخیر به دلیل مزایایی که نسبت به روش‌های دیگر دارد، رواج بیشتری یافته است.

مزایای فرآیند ساخت به روش کیسه خلاء:

مزیت اصلی کیسه خلاء این است که با حذف حباب های هوا را از مواد کامپوزیت به یک ماده قوی تر و سبک تر می شود که بسیار سازگارتر از کامپوزیت های سنتی است.

علاوه بر این، کیسه های خلاء نیاز به کار دستی را هنگام اعمال رزین روی الیاف از بین می برد زیرا خلاء تمام کار را انجام می دهد. این امر هزینه های نیروی کار و خطای انسانی را کاهش می دهد و زمان تولید را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد و تکرار پذیری یک نتیجه را بالا می برد.

همچنین، کیسه خلاء این است که امکان کنترل بیشتر بر فرآیند پخت را فراهم می کند. با کنترل دما و فشار درون کیسه، تضمین می کند که تمام قطعات به طور یکنواخت پخته می شوند تا زمانی که در کاربردهایی مانند ساخت هواپیما یا قایق مورد استفاده قرار می گیرند تا حد امکان قوی باشند. علاوه بر این، این روش فرآیند موادی مانند الیاف کربن که به دلیل حساسیت به گرما با روش های سنتی پخت نمی شود، ممکن می کند.

در نهایت، در فرآیند کیسه‌ خلاء با حذف حباب های هوا رزین مصرفی کاهش می یابد و ضایعات کمتری تولید می شود. این امر هزینه های مربوط به خرید رزین اضافی برای هر دسته از مواد کامپوزیت تولید شده را کاهش می دهد.

در نتیجه  ساخت کامپوزیت به روش کیسه خلاء فرآیندی کارآمد برای تولید قطعات کامپوزیتی با کیفیت بالا و استحکام و قوام بیشتر نسبت به روش‌های سنتی است. همچنین به دلیل کاهش نیاز به نیروی کار و کاهش ضایعات ناشی از حذف حباب های هوا از مواد در طول تولید، صرفه جویی در هزینه ها را ارائه می دهد.

 

ساخت به روش وکیوم بگ:

در این روش قالب تحت فشاری حدود 5 اتمسفر ناشی از خلا قرار می گیرد  تا پخت کامل شود لذا قالب مورد استفاده در این روش نسبت به قالبگیری دستی باید از استحکام بیشتری برخوردار باشد.  در نهایت این روش از کیفیت بهتری نسبت به قطعات تولید شده به روش دستی برخوردار است و منجر به تولید ماده قوی‌تر، سبک‌تر و سازگارتری ‌می شود. لایه گذاری در این روش می تواند هم به صورت دستی (Wet-lay up) و هم با استفاده از پیش آغشته ها انجام گیرد و لازم به ذکر است که در صورت استفاده از الیاف پیش آغشته، باید با دقت بیشتری الیاف را آرایش داد. به صورت کلی ملزومات و تجهیزات وکیوم بگ در تصویر زیر آورده شده است.

 

 

تجهیزات و الزامات این فرآیند ساخت در مقاله “ملزومات ساخت با کیسه خلاء” آورده شده است و روش کلی کار به صورت تصویری در زیر خلاصه شده است.

توصیه می شود اگر به تازگی با این روش آشنا شده اید با استفاده از رزین اپوکسی و یک پروژه ی آزمایشی کوچک کار را شروع کنید. مطمئن شوید که همه ی تجهیزات به درستی کار می کند و پمپ خلاء به خوبی روغن کاری شده است و دمای محیط کار را به دقت اندازه بگیرید.همچنین باید یادآوری کنم هر فردی که با اپوکسی در تماس است باید از دستکش محافظ استفاده کند.

مراحل ساخت با استفاده از  کیسه خلاء:

1. موادی را که قرار است لمینت شوند آماده کنید: پارچه‌ها، روکش‌ها و مواد اصلی را برش دهید و آنها را در یک محل مناسب برای خیس شدن یا قرار دادن در قالب قرار دهید. فیلم جداکننده ، فیلم سوراخدار (در صورت نیاز)، وسایل مکش و کیسه خلاء را به اندازه (کیسه وکیوم را 20 درصد بزرگتر از ابعاد قالب) برش دهید، سپس آنها را رول یا تا کنید و در مکانی مناسب قرار دهید.

2. جدا ساز مناسب را روی سطح قالب اعمال کنید ودر این مورد بهتر است از دستور عمل های شرکت سازنده ی جدا ساز در نحوه ی اعمال پیروی کنید.(جهت تهیه ی این محصول روی عبارت “فیلم جدا کننده” کلیک بفرمایید)

3. یک لایه ژل کت روی قالب بمالید و اجازه دهید تا خوب پخت شود. سطح ژل کت خشک شده را با آب و یک پد ساینده بشویید و سطح را با دستمال کاغذی تمیز کاملا خشک کنید. برجستگی ها یا نواحی ناهموار را سمباده بزنید تا مطمئن شوید که لمینت صاف در قالب قرار می گیرد.(جهت تهیه ی ژل کوت  کافیست روی عبارت “ژلکت” کلیلک بفرمایید تا به صفحه فروشگاهی این محصول دسترسی پیدا نمایید)

4. درزگیر ماستیک (نوعی بتونه و چسب) یا نوار سیل را به محیط قالب بزنید. از فشار محکم استفاده کنید و انتهای آن را روی هم قرار دهید تا هیچ شکافی وجود نداشته باشد. در اطراف ناحیه لمینت فضای خالی بگذارید و پشت کاغذ را روی ماستیک در جای خود نگه دارید تا با اپوکسی پخت نشده آلوده نشود. بستن کیسه به ماستیک خیس تقریبا غیرممکن است. (جهت تهیه ی نوار سیل کافیست روی عبارت “نوار سیل حرارتی” کلیلک بفرمایید تا به صفحه فروشگاهی این محصول دسترسی پیدا نمایید)

5. اولین لایه از دو لایه فایبرگلاس را در جای خود در قالب قرار دهید. هنگامی که رزین اپوکسی اعمال می شود، محدودیت زمانی برای کل فرآیند بر اساس هاردنر مورد استفاده، دمای محیط و حجم ورقه ورقه در قالب تعیین می شود. برای اطلاعات زمان پخت به اطلاعات رزین خریداری شده مراجعه کنید.

6. اپوکسی اضافی را از هر لایه پارچه الیاف، پس از خیس شدن جدا کنید. در زیر پارچه نباید حوضچه های اپوکسی یا هوا وجود داشته باشد. از آنجایی که پارچه ها هنگام بسته بندی در خلاء فشرده می شوند، اپوکسی کمتری مورد نیاز است. الیافی که به درستی توسط رزین خیس شده باشد ممکن است خشک تر از یک چیدمان مرطوب معمولی به نظر برسد. هنگامی که به درستی خیس می شود، پس از اعمال چند پوند فشار با انگشت شست (دستکش دار)، یک گودال اپوکسی در اطراف لبه های انگشت شست ظاهر می شود.

7. یک لایه از پیل پلای (داکرون) را روی لمینت قرار دهید. پارچه پیل پلای لمینت خشک شده را جدا می کند و سطحی با بافت ریز ایجاد می کند. اپوکسی اضافی که خارج شده است به همراه پارچه داکرون حذف می شود.

8. فیلم سوراخدار را روی پیل پلای قرار دهید. WEST SYSTEM 881 Breather Fabric یک پتو پلی استری است که اجازه می دهد هوا از الیاف خود به درگاه عبور کند و اپوکسی اضافی را که از پیل پلای عبور می کند جذب می کند. تمام لایه های مواد را در تماس با قالب فشار دهید تا هنگام اعمال فشار خلاء از “پل” شدن جلوگیری شود.

9. قالب را داخل پاکت کیسه خلاء قرار دهید. پاکت را با تا کردن یک ورق پلاستیکی بزرگ به دو نیم کرده و سه طرف باز را با ماستیک ببندید. قبل از شروع چیدمان، دو طرف پاکت را ببندید. کاغذ محافظ را از ماستیک جدا کنید و بعد از اینکه قالب داخل آن قرار گرفت، سمت سوم آن را ببندید.(شرکت ایران کامپوزیت کاویان تجهیزات کامل کیسه خلاء را ارائه می نماید برای دسترسی به آن می توانید عبارت “کیسه خلاء” را در سایت سرچ بفرمایید.)

10. پمپ خلاء را روشن کنید و پورت و گیج وکیوم را روی سوراخ های کیسه جارو قرار دهید. یک لایه اضافی پارچه تنفسی در زیر درگاه مکش کمک می کند تا مطمئن شوید که اپوکسی به داخل موتور خلاء کشیده نمی شود. در راستای پیدا کردن نقاطی که کامل بسته نشده به صدای اطراف کیسه گوش دهید، به خصوص در چین های کیسه، لپ ها در ماستیک و در اتصال پورت. در جاهایی که نشتی پیدا شد، کیسه را داخل درزگیر فشار دهید یا در صورت لزوم، نشتی ها را با تکه های ماستیک یا نوار ببندید.

11. گیج را دور از لوله مکش یا اتصال پورت قرار دهید. فشار خلاء را کنترل کنید و نشت را در طول پخت بررسی کنید. قبل از خاموش کردن موتور خلاء، اجازه دهید تا اپوکسی کاملا خشک شود. اگر قصد دارید دوباره از کیسه خلاء استفاده کنید، محل درگاه و گیج را با یک نشانگر نمدی علامت بزنید تا سوراخ ها به راحتی پیدا و مهر و موم شوند.

12. پس از خشک شدن لمینت، قالب را از کیسه خارج کرده و هواکش را جدا کنید، پارچه و فیلم سوراخ شده را از روی لمینت آزاد کنید. با قرار دادن گوه های کوچک چوبی یا پلاستیکی بین لبه لمینت و قالب، لمینت را از قالب جدا کنید. گوه‌های اضافی را در امتداد یک طرف قطعه قرار دهید، فاصله را در اطراف قطعه گسترش دهید تا زمانی که شل شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *