قالب سازی فایبرگلاس

انواع قالب سازی فایبرگلاس کدامند ؟

هنرجویان عزیز و دوستداران حرفه فایبرگلاس دراین مقاله با برخی روشهای قالبسازی فایبرگلاس و مراحل انجام آنها آشنا می شوید.

• قالب گیری فایبرگلاس چیست؟
• مزایای قطعات فایبرگلاس.
• روشهای قالبسازی فایبرگلاس.
• قالب گیری باز.
• قالب گیری بسته.
• نحوه اجرای روشهای قالب گیری باز و قالب گیری بسته.

قالب سازی فایبرگلاس چیست؟

قالب گیری از جنس فایبرگلاس و شروع تولید مصنوعات و قطعات فایبرگلاس کاملا تخصصی می باشد.

برای شروع این کار(قالب سازی فایبرگلاس) حتما باید زیر نظر یک استاد کار با تجربه آموزش ببینید.

تولیدات فایبرگلاس دنیای وسیع و پیچیده و پر از تنوع و جذابیتی دارد.

خیلی از مدلها ، ماکتها و مصنوعاتی که روزانه می بینید و از کنارش رد می شوید از جنس فایبرگلاس می باشد. بطور مثال :

مدلهایی شبیه: انواع  گلدان ها و مجسمه ها و سطل های موجود در سطح شهر ، سایبان ها و ایستگاهها ، آبنماها و المان های بزرگ شهری ، کانکس ها ،کشتی ها و قایق های فایبرگلاس ، انواع سپر ماشینها و انواع قطعات  خودرو های معمولی و مسابقه ای و هزاران مدل کوچک و بزرگ دیگر..

مزایای قطعات فایبرگلاس

 بسیاری از قطعات کامپوزیت فایبرگلاس، به خاطر داشتن دو بخش رزین و الیاف، هم در مقابل نیروی کششی و هم در مقابل نیروی فشاری، مقاومت خیلی بالایی دارند.

این قطعات در مواجهه با رطوبت زنگ نمی زنند. و خورده نمی شوند. چگالی قطعات کامپوزیت بین 1.6 تا 2.2 کیلوگرم در لیتر است.

 به همین خاطر در خودروهای اسپرت، بعضی از هواپیماهای آموزشی، هلیکوپتر ها و قطعات بدنه موشک، از کامپوزیت استفاده می شود.

در سالهای اخیر و با رشد قالب توجه تکنولوژی هواپیماهای بی سرنشین ( پهباد) تولید و ساخت قطعات فایبرگلاس و فایبرکربن به شدت افزایش یافته است.

فایبرگلاس کاربردهای زیاد دیگری نیز در صنعت دارد که از نمونه آنها می توان به: تولید پره توربین بادی، ساخت بدنه دستگاه، ساخت قایق، ساخت استخر، ساخت نمای معماری و … اشاره کرد.

روشهای قالب سازی فایبرگلاس

کامپوزیت ها به روشهای مختلفی تولید می شوند. که همه روشهای ساخت آنها در دو دسته کلی  دسته بندی می شوند که عبارتند از :

• قالب گیری باز (هر نوع روش ساختی که در معرض اتمسفر هوا باشد.)
• قالب گیری بسته (هر نوع روش ساختی که در معرض اتمسفر هوا نباشد.)

قالب گیری باز

قالب گیری باز به روش  لایه گذاري دستی

 مراحل انجام کار:

در این روش ابتدا رهاساز (واکس یا فیلم جداکننده) روي سطح قالب اسپري می شود ، تا جدا کردن قطعه ساخته شده به سهولت انجام گیرد.

سپس ژل کوت روي آن اعمال می شود تا سطح قطعه از نظر کیفیت و ظاهر سطح مطلوبی باشد.

آنگاه الیاف رو یا درون قالب قرار می گیرند و رزین با دست روي آن ریخته شده، توسط قلم و یا غلطک آغشته سازي کامل می شود.

 همچنین این امکان وجود دارد که الیاف ابتدا به رزین آغشته شود و بعد لایه گذاري انجام گیرد.

حباب هاي هوا گیر کرده در قطعه با حرکت قلم یا غلطک و فشار دادن الیاف خارج می شوند.

مراحل انجام کار:

در این روش ابتدا رهاساز (واکس یا فیلم جدا کننده) روي سطح قالب اسپري می شود، تا جدا کردن قطعه ساخته شده به سهولت انجام گیرد.

سپس ژل کوت روي آن اعمال می شود تا سطح قطعه از نظر کیفیت و ظاهر سطح مطلوبی باشد.

آنگاه الیاف رو یا درون قالب قرار می گیرند و رزین با دست روي آن ریخته شده، توسط قلم و یا غلطک آغشته سازي کامل می شود. همچنین این امکان وجود دارد که الیاف ابتدا به رزین آغشته شود و بعد لایه گذاري انجام گیرد.

حباب هاي هوا گیر کرده در قطعه با حرکت قلم یا غلطک و فشار دادن الیاف خارج می شوند.

لایه گذاري و آغشته سازي تا رسیدن به ضخامت مورد نظر ادامه می یابد.

قطعه معمولا در فشار و دماي محیط پخت می شود.

با کاتالیزور (اسید پراکسید یا هاردنر) و شتاب دهنده (نفتات کبالت – مایع بنفش رنگ) زمان پخت را می توان تنطیم نمود.

قالب گیری باز به روش پاشش رزین

این روش ها با کاربرد رشته هاي ارزانتر، کاهش زمان اعمال رزین و آغشته سازي الیاف و با به حداقل رساندن مواد، قیمت کلی کامپوزیت حاصل را کاهش می دهند.

در فرآیند قالب گیری باز به روش پاشش، الیاف و رزین به طور همزمان رو یا درون یک قالب پاشیده می شوند.

الیاف رشته اي به یک خرد کن وارد شده و بعد داخل جریان رزین همراه کاتالیست قرار می گیرند.

رزین و کاتالیست ممکن است در یک تفنگ پاشش (چاپر گان) و یا از دو تفنگ پاشش وارد شوند و در هر حال به قالب می رسند و باهم مخلوط می شوند.

سیستم پاشش ممکن است با هوا باشد. به منظور سهولت کار با دستگاه، معمولا تفنگ پاشش به یک میله ي متحرك آویزان است.

پس از پاشش رزین و الیاف و نشستن آنها روي قالب، از الیاف آغشته به رزین ، حباب هاي هوا توسط غلطک کاري خارج می شوند و الیاف کاملا خوابانده می شوند و سطح صاف می شود.

سپس قطعه را در فشار و دماي محیط پخت می کنند، هرچند می توان با اعمال حرارت ، پخت را سریع کرد.

رزین هاي مورد استفاده در این فرآیند معمولا پلی استر و اپوکسی هستند.

با پاشش ژل کوت روي قالب، میتوان یک سطح نهایی عالی ایجاد کرد .

طی فرآیند پاشش رزین، به منظور افزایش مقاومت در یک جهت یا محل خاص می توان الیاف پارچه اي را به آن اضافه نمود.

فرآیند پاشش رزین براي حجم تولید کم تا متوسط ایده آل است. به خصوص براي ساخت قطعات بزرگ بسیار مناسب است.

علاوه بر این، انتخاب لایه گذاري دستی یا پاشش رزین بستگی به خواص مکانیکی و محدودیت هاي فرآیند دارد.

مزایاي دو روش قالب سازی فایبرگلاس بسیار شبیه بهم می باشند.

فرآیند پاشش رزین هنوز براي تولید وان حمام، اتاقک دوش، قطعات اتومبیل هاي تفریحی، اتاق و سقف کامیون، صفحات بزرگ، اتاقک نگهبانی، خانه پیش ساخته، اثاثیه منزل و قطعات معماري استفاده می شود.  

قالب گیری بسته

فرآیند قالب گیری بسته براي ساخت کامپوزیت هاي زمینه پلیمري با تقویت کننده فایبرگلاس، الیاف کربن و آرامید وقتی تولید قطعات یکسان با سطوح صاف مورد نیاز است، استفاده می شوند.

انواع روشهای قالب گیری بسته عبارتند از:

• قالب گیری فشاري
• روش SMC
•  قالب گیری تزریقی. (Injection molding)
•  قالب گیری RTM
•  قالب گیری انتقالی
•  پالتروژن

نحوه اجرای روشهای قالب گیری بسته

1. قالب گیری بسته به روش فشاري

فشاري یک قالب گیری بسته است. که در آن آمیزه (Charge) قالب گیری در یک قالب از پیش گرم شده،شکل حفره هاي قالب را به خود می گیرد و در قالب تحت فشار و گرما پخته می شود.(اتصال عرضی)

SMC ۱. قالب گیری ورقه اي

این آمیزه ورقه اي چرم مانند با ضخامت 3.5 میلی متر از مواد است. که بین دو فیلم نازك از پلی اتیلن عرضه می گردد.

ماده مورد استفاده در این آمیزه مخلوطی از الیاف شیشه بریده شده و خمیري از پلی استر اشباع می باشد.

2. قالب گیری بسته به روش تزریقی

قالب گیری تزریقی یک فرآیند قالب گیری بسته است که در آن پلیمر ذوب شده(عموما گرما نرم ها یاترموپلاستیک ها ) با الیاف تقویت کننده خیلی کوتاه ( ۱۰ تا ۴۰ درصد) مخلوط شده و سپس به داخل قالب با فشار بالا از میان یک راهگاه رانده می شود.

3. قالب گیری انتقالی

در این فرآیند مقداري از پلیمر وزن شده و در یک محفظه جدا (ظرف انتقال) پیش گرم می شود.

سپس با الیاف تقویت کننده به داخل قالب از پیش گرم شده رانده می شود و پلیمر شکل قالب را به خود می گیرد.

این روش براي کامپوزیت هاي پلیمري با زمینه گرماسخت استفاده می شود. ولی تعدادي قطعات گرمانرم نیز به این روش تولید می شوند.

در این روش ، از یک قالب دو تکه استفاده می شود و یک صفحه سومی که با سمبه مانند پرس هیدرولیکی عمل  می کند. در این روش، هردوروش قالب گیري فشاري و پرس هیدرولیکی با هم تلفیق شده.

4. قالب گیری RTM

در فرآیند VARTM از خلا در محل خروجی های هوا (Vent) استفاده می گردد. مزیت این روش آن است که حتی حباب های بسیار ریز هوا که در بین فیلامنت های الیاف بدام افتاده اند حذف می گردند. لذا میزان حباب حبس شده از حدود %۱ برای قطعات RTM به تقریبا صفر درصد می رسد.

تفاوت بین این قالب و قالب RTM در استفاده از درزبندهای دینامیکی است. این درزبندها تو خالی هستند. و قابلیت آن را دارند که هنگامی که قالب بسته می شود، خلا اعمال گردد. تا از آسیب به آن جلوگیری گردد.

5.  روش پالتروژن

پالتروژن فرآیند پیوسته اي براي تولید انواع پروفیل هاي کامپوزیتی است.

در این فرآیند که نمونه ای از قالب گیری بسته است، الیاف تقویت کننده را از یک حمام عبور می دهند تا به رزین آغشته شود.

سپس الیاف آغشته شده را وارد یک قالب گرم می کنند و نمونه ي پخت شده را توسط یک دستگاه کشش بیرون می کشند.

بعد از این مرحله امکان برش محصول در اندازه هاي دلخواه وجود دارد.

برای اطلاعات بیشتر از روشهای قالبسازی فایبرگلاس از مقالات سایت که در همین زمینه میباشد استفاده کنید.