فرآیند رشته پیچی

صفحه 1:
و سک فرآیند رشته پیچی © e Filament winding ۰ process MAY 2013 

صفحه 2:


صفحه 3:


صفحه 4:
رشته بيجي يك روش ساده و كارا براي توليد قطعات مدور مانند لوله و ظروف استوانه‌اي در اندازه‌هاي مختلف مي‌باشد. قطعات با قطر 25 1117 تا 6 ۲۱ در این فرآیند متداول مي‌باشد. در اين فرآیند لیاف رشته اي یا نوارهاي پيوستة الیاف با شرایط کنترل شده روي يك مفزي پیچید: مي شوند. لابدها با يك طرح يكسان و يا متفاوت بيجيده مي شوند. به هنكام پیچش الیاف. کشش الیاف بین لايههاي پخت نشده کامپو مي‌کند. این فشار بر فشردگي الیاف و درصد حباب هوا در قطعه که کنترل کنندة استحکام و سفتي قطعه مي‌باشد موثر است. رزین ممکن است قبل. به هنكام و بعد از بيجش روي الياف اعمال شود. در نهایت رزین در دماي محيط و يا دماي بالاتر و بدون اعمال فشار پخت شده. مفزي از درون آن بیرون کشیده مي‌شود. عملیات تكميلي مانند ماشین كاري و سنباده زني معمولاً احتياج نیست. 

صفحه 5:
55 = er S| هه وت 7 ‎“Nh 1‏ 7 2 © رشته پیچی 

صفحه 6:
0 فرایند تولید کامپوزیت های گرماسخت هاست که در ادامه به میزان کم در گرمانرم ها مورد استفاده قرار گرفته است. © مزایای آن استفاده از مواد ارزان و هزينه پایین کارگری و تکرارپذیری خواص قطعه حاصل است. 9 آرایش الیاف در جهات متفاوت نسبتا آسان است. ‎٩‏ اعمال حجم بالای الیاف به راحتی ممکن است. ‎٩‏ محدودیت های آن در نیازمندی به مندرل کش ها و عدم خواب بر روی سطوح منحنی منفی است. ‎٩‏ میزان تولید در حدود 100 قطعه در روز است. ‏ی ‎ 

صفحه 7:
چرخه تولید كامپوزيتهاي رشته پيچي شده را مي‌توان به مراحل ذیل تقسیم نمود؛ - پیچش قطعه روي مفزي - حرارت دهي و پخت رزین که منجر به شکل گيري قطعه مي‌شود. - سرد كردن قطعه - بيرون كشيدن قطعه از مغزى 

صفحه 8:
عمده‌ترین عوامل موثر بر خواص قطعات تهیه شده به روش رشته پيچي عبارت است از: -درصد رزين و توزيع أن -كشش به هنكام بيجش الياف -شرایط الیاف آغشته شده -پهناي نوار الیاف مورد استفاده -آرایش الیاف -سيكل بيخت 

صفحه 9:
از جمله نقایص یا ضعفهايي که در قطعه به چشم مي‌خورد مي‌توان به موارد ذیل اشاره نمود: حباب هوا نقاط خشك نقاط آکنده از رزین شکست زودهنگام نواحي شکست موضعي پخت ناقص یا ناهمگون i" 

صفحه 10:
‎٩‏ درصد رزین و توزیع آن براي کنترل وزن و ضخامت اهمیت فراواني دارد. اکثر قطعات هوافضا داراي تلورانس وزني ۶62 مي‌باشند. از نظر استحکام تغییرات مفرط . موجب ناهمگوني توزیع تنش و شروع ‎y‏ ن به کشش هنگام پیچش بسیار وابسته است. جریان رزین حاصل از فشار الیاف. جهت خارج کردن حبابهاي هوا و سایر مواد فرار سودمند است ولي كشش به هنكام بيجش يك متغير حساس در كنترل و كاهش مقدار حبابهاست. حبابهاي اضافي موجب كاهش استحكام برشي بين لايداي و افت استحكام فشاري و مقاومت در برابر خمش و شكم دادن ميشود. ‎ 

صفحه 11:
:مواد اوليه تنوع هندسى الياف ” 5113100 2۱9۱۳9۲ Tape ” 

صفحه 12:


صفحه 13:
انواع رزين ها ضما أت وین اسسن ۲ اپوکسی Filament Winding =~ ‏پلن ایمید.‎ ” بيس مال ایمید ‎Lamia‏ Cortinuous Strand Roving sn Appicator 

صفحه 14:
معیارهای انتخاب رزین ‎Pee Li +++) Viscosity *‏ سانتویواز) ‎Pot life *‏ ‎Winding temperature * ‎Gel time* ‎Cure time* ‏پیش آغشته ها: ‏مزایا: کنترل میزان رزین- کنترل کیفیت بالا معایب: قیمت بالا- انبارداری 

صفحه 15:
به شرایط فرآیند. الامات پخت و خواص فيزيکي مور نظر دارد. ویسکوزیته و تاریخ مصرف سيستمهاي مخلوط با اتالیست از نظر فرآيندي داراي اهمیت فراواني است. زمان ژل شدن و رفتار جریان نیز متغيرهاي مهمي محسوب مي شوند. براي خيس خوردكي الياف و خروج هواي محبوس. ویسکوزیته پایین رزین الزامي است. 

صفحه 16:
انواع ماشین * ۷۷۱۴۵/۳۴9 ۲۱6۵۱۱6۵۱ (۲۰ ابی۰٩‏ درجه) برای قطعات طویل Polar winding * کمتراز ۲۰ درجه (۵ الی ۱۵ درجه) ساده و سریع برای قطعات با 1/0 کمتر از۲ * ویژه (به روش مختلط) 

صفحه 17:


صفحه 18:
کشش الیاف 7 موثر درخواص نهایی کامپوزیت حاصله ۶ برای الیاف میزان کشش برای حالت 6۱۱6۵1 و ۲ بین ۰.4۵ الی ۱۸ کیلوگرم و برای حالت 0 بين ۲۷ الی ۳.۸ کیلوگرم است. 7 انواع کشنده ها * معمولی موتور فنری 

صفحه 19:


صفحه 20:


صفحه 21:
حمام رزین انواع حمام آغشته سازی مق ماما Roller ۰ Metered © 

صفحه 22:


صفحه 23:


صفحه 24:
سیستم های پخت مشخصات 0 ماندگاری زیاد در دمای ° فرآیند آغشته سازی و پیچش الیاف پخت سریع در دمای فرآیند 4 ‎٩‏ وجود سیستم دوار مندرل در زمان پخت انواع سیستم تم های پخت ‏آون 7 با ‎bain‏ فا با 1206 5۱۲1۳1 سیستم روغن داغ از درون مندرل سیستم لامپ ‏سیستم بخارداغ از درون مندرل ‏اتوکلاو ‏میکروویو ‏اشعه الکترونی ‏© ليزر ‎0000000 

صفحه 25:
‎٩‏ دماء رطوبت. شرایط ب و هوايي. پيري و سایر شرایط محيطي بر خواص كامبوزيتهاي رشته يبجي شده تأثير ميكذارند. تأثير اين عوامل همانند تأثير بر قطعات كاميوزيتي تهيه شده با ساير روشهاء ميباشد. مستلهاي كه وجود دارد اين است كه يايين بودن درصد رزين در كامپوزيتهاي رشته پيچي شده. موجب مي‌شود که آنها براي نفوذ رطوبت و تخريب در محيطهاي شديداً مرطوب مستعدتر شوند. تأثير منفي دوره‌هاي كرما-رطوبت مي‌تولند با استفاده از رزينهاي کارلتر در لايه‌هاي آخر به حاقلل 7 نز - ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 26:
کاربردهای تجاری: مخازن الکتریکی شیرها اجزاء کلیدهای فشار قوی تيرهاى برق لوله هاى حفارى نفت مجاری حرارتی و ... کاربردهای ویژه؛ محفظه موتور موشک عایق های موتور موشک 

صفحه 27:


فرآیند رشته پیچی Filament winding process MAY 2013 2 3 رشته پيچي يك روش ساده و كارا براي توليد قطعات مدور مانند لوله و ظروف استوانه‌اي در اندازه‌هاي مختلف مي‌باشد .قطعات با قطر mm 25 تا m 6در اين فرآيند متداول مي‌باشد .در اين فرآيند الياف رشته اي يا نوارهاي پيوستة الياف با شرايط كنترل شده روي يك مغزي پيچيده مي‌شوند .اليه‌ها با يك طرح يكسان و يا متفاوت پيچيده مي‌شوند .به هنگام پيچش الياف ،كشش الياف بين اليه‌هاي پخت نشده كامپوزيت فشار ايجاد مي‌كند .اين فشار بر فشردگي الياف و درصد حباب هوا در قطعه كه كنترل كنندة استحكام و سفتي قطعه مي‌باشد مؤثر است .رزين ممكن است قبل، به هنگام و بعد از پيچش روي الياف اعمال شود .در نهايت رزين در دماي محيط و يا دماي باالتر و بدون اعمال فشار پخت شده ،مغزي از درون آن بيرون كشيده مي‌شود .عمليات تكميلي مانند ماشين كاري و سنباده زني معموًال احتياج نيست. 4 5 6 ‏ فرایند تولید کامپوزیت های گرماسخت هاست که در ادامه به میزان کم در گرمانرم ها مورد استفاده قرار گرفته است. ‏ مزایای آن استفاده از مواد ارزان و هزینه پایین کارگری و تکرارپذیری خواص قطعه حاصل است. ‏ آرایش الیاف در جهات متفاوت نسبتا آسان است. ‏ اعمال حجم باالی الیاف به راحتی ممکن است. ‏ محدودیت های آن در نیازمندی به مندرل کش ها و عدم خواب بر روی سطوح منحنی منفی است. ‏ میزان تولید در حدود 100قطعه در روز است. چرخه توليد كامپوزيتهاي رشته پيچي شده را مي‌توان به مراحل ذيل تقسيم نمود: پيچش قطعه روي مغزي حرارت دهي و پخت رزين كه منجر به شكل‌گيري قطعه مي‌شود. سرد كردن قطعه -بيرون كشيدن قطعه از مغزی 7 عمده‌ترين عوامل مؤثر بر خواص قطعات تهيه شده به روش رشته پيچي عبارت است از: درصد رزين و توزيع آنكشش به هنگام پيچش اليافشرايط الياف آغشته شدهپهناي نوار الياف مورد استفادهآرايش الياف-سيكل پخت 8 از جمله نقايص يا ضعفهايي كه در قطعه به چشم مي‌خورد مي‌توان به موارد ذيل اشاره نمود: حباب هوا نقاط خشك نقاط آكنده از رزين شكست زودهنگام نواحي شكست موضعي پخت ناقص يا ناهمگون 9  درصccد رزين و توزيccع آن بccراي كنccترل وزن و ضccخامت اهميت فراواني دارد .اكثر قطعات هوافضا داراي تلccورانس وزني %2مي‌باشccند .از نظccر اسccتحكام تغيccيرات مفccرط درصccد رزين ،مccوجب نccاهمگوني توزيccع تنش و شccروع شكست مي‌شود .درصccد رزين بccه كشِccش هنگccام پيچش بسيار وابسته است .جريان رزين حاصccل از فشccار اليccاف، جهت خارج كردن حبابهاي هوا و ساير مواد فرار سودمند است ولي كشش به هنگام پيچش يك متغccير حسccاس در كنترل و كاهش مقدار حبابهاست .حبابهاي اضافي موجب كccاهش اسccتحكام برشccي بين اليه‌اي و افت اسccتحكام فشاري و مقاومت در برابر خمش و شccكم دادن مي‌شccود. 10 :مواد اولیه تنوع هندسی الیاف ‏Strand  ‏Roving  ‏Tape  تنوع جنس الیاف شیشه کربن کوالر 11 12 انواع رزین ها پلی استر وینیل استر اپوکسی فنولیک پلی ایمید بیس مال ایمید 13 معیارهای انتخاب رزین 1000( Viscosity الی 3000سانتی پواز) ‏Pot life  ‏Winding temperature  ‏Gel time  ‏Cure time  پیش آغشته ها: مزایا :کنترل میزان رزین -کنترل کیفیت باال معایب :قیمت باال -انبارداری 14 انتخاب يك رزين خاص در يك سيستم مشخص بستگي به شرايط فرآيند ،الزامات پخت و خواص فيزيكي مورد نظر دارد .ويسكوزيته و تاريخ مصرف سيستمهاي مخلوط با كاتاليست از نظر فرآيندي داراي اهميت فراواني است. زمان ژل شدن و رفتار جريان نيز متغيرهاي مهمي محسوب مي‌شوند .براي خيس خوردگي الياف و خروج هواي محبوس ،ويسكوزيته پايين رزين الزامي است. 15 انواع ماشین 20( H elical winding الی 90درجه) برای قطعات طویل ‏Polar winding  کمتراز 20درجه ( 5الی 15درجه) ساده و سریع برای قطعات با l/dکمتر از2 ویژه (به روش مختلط) 16 17 کشش الیاف موثر درخواص نهایی کامپوزیت حاصله ‏ بPPPرای الیاف مPPPیزان کشش بPPPرای حالت helicalو polarبین 0.45الی 1.8کیلPPPPوگرم و بPPPPرای حالت hoopبین 2.7الی 3.6کیلوگرم است. انواع کشنده ها • معمولی • موتور • فنری 18 19 20 حمام رزین انواع حمام آغشته سازی ‏Dip tank  ‏Roller impregnation  ‏M etered  ابعاد حمام هادی های حمام شانه ها 21 22 23 سیستم های پخت مشخصات ‏ ماندگاری زیاد در دمای پایین فرآیند آغشته سازی و پیچش الیاف پخت سریع در دمای فرآیند پخت وجود سیستم دوار مندرل در زمان پخت ‏ آون همراه با vacume bagیا shrink tape سیستم روغن داغ از درون مندرل سیستم المپ سیستم بخارداغ از درون مندرل اتوکالو میکروویو اشعه الکترونی لیزر ‏ ‏ انواع سیستم های پخت ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ 24 ‏  دما ،رطوبت ،شرايط آب و هوايي ،پccيري و سccاير شccرايط محيطي بر خواص كامپوزيتهاي رشته پيچي شccده تccأثير مي‌گذارنccد .تccأثير اين عوامccل هماننccد تccأثير بccر قطعcات كامپوزيتي تهيه شده با ساير روشها ،مي‌باشccد .مسccئله‌اي كه وجود دارد اين است كه پايين بccودن درصccد رزين در كامپوزيتهاي رشته پيچي شده ،موجب مي‌شود كccه آنهccا براي نفوذ رطوبت و تخريب در محيطهاي شديدًا مرطوب مسccتعدتر شccوند .تccأثير منفي دوره‌هccاي گرمccا-رطوبت مي‌تواند با استفاده از رزينهاي كاراتر در اليه‌هاي آخر بccه حccccccccccccccccccccccداقل برسccccccccccccccccccccccد. 25 کاربردهای تجاری: مخازن الکتریکی شیرها اجزاء کلیدهای فشار قوی تیرهای برق لوله های حفاری نفت مجاری حرارتی و .... کاربردهای ویژه: محفظه موتور موشک عایق های موتور موشک نازل موشک مخازن شیمیائی الینر جامد سوخت موتور الینر نازل موشک 26 27