انواع مغزی‌ها در قطعات چند سازه ای
انواع مغزی‌ها: قواعد مهندسی بیانگر این نکته است که سفتی هر صفحه‌ای یا (پانلی متناسب است با توان سوم (مکعب) ضخامت آن صفحه یا) پانل بنابراین هدف استفاده از مغزی‌ها در قطعات چند سازهای، عملاً افزایش سفتی به‌وسیله ضخیم کردن آنها توسط مواد مغذی با وزن مخصوص کم است. این موضوع می‌تواند افزایش فوق‌العاده در سفتی را با افزایش وزنی خیلی کم برای سازه فراهم کند.
چند لایی مغزی داری را تحت اعمال نیروی خمشی نشان می‌دهد اینجا چند لایی ساندویچی شبیه تیرهای I شکل عمل می‌کنند که پوسته‌های بالایی و پایینی چند لایی نقش لبه‌های بالا و پایین تیر را ایفا نموده و مغزی‌ها عهده‌دار نقش دیواره برشی وسط تیر I شکل هستند. در این روش از اعمال نیرو همان گونه که مشاهده می‌گردد پوسته بالایی تحت‌فشار پوسته پایینی تحت تنش و مغزی وسط در معرض برش قرار گرفته‌اند؛ بنابراین استحکام برشی و سفتی از مهم‌ترین خواص مغزی‌ها خواهد بود.
به‌علاوه خصوصاً در هنگام استفاده از پوسته‌های چند لایی نازک و سبک‌وزن، مغزی باید ظرفیت تحمل نیروی فشاری اعمال شده را بدون آنکه دچار خرابی زودهنگام بشود را داشته باشد. ارائه این قابلیت کمک بسیاری به جلوگیری از چروک خوردن پوسته‌های نازک و خراب‌شدنشان در حین خم شدن خواهد کرد. در ادامه با سایت فایبرگلاس نوین همراه باشید.
پیشنهاد می کنیم مقاله کامپوزیت پلیمری را در سایت فایبرگلاس نوین مطالعه کنید.
انواع مغزی‌ها
مغزی‌های اسفنجی
اسفنج‌ها یکی از پرمصرف‌ترین اشکال مواد مغذی هستند که از پلیمرهای مصنوعی متنوعی نظیر پلی‌وینیل‌کلراید (PVC) پلی‌استایرن (PS) پلی‌اورتان (PU) پلی متیل متاکریل آمید (acrylic) پلی اترایمید (PEI) و استایرن اکریلونیتریل (SAN) ساخته می. شوند مواد فوق در دامنه‌ای از وزن‌های حجمی متفاوت کمتر از ۳۰ و بیشتر از ۳۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب ارائه می‌گردند، اگرچه بیشترین وزن حجمی مصرف شده در چند سازه‌ها ۲۰۰-۴۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. مغزی‌های اسفنجی در ضخامت‌های متفاوتی از ۵ تا ۵۰ میلیمتر قابل‌دسترسی هستند.
اسفنج‌های PVC
اسفنج‌های پلی‌وینیل‌کلراید سلول بسته یکی از متداول‌ترین مواد مغزی در ساختار سازه‌های ساندویچی مرغوب هستند اگرچه آنها در عمل دورگه‌ای از PVC و پلی‌اورتان هستند؛ اما غالباً به آنها اسفنج PVC خطاب می‌گردد.
این فوم‌ها ترکیب متعادلی از خواص استاتیکی و دینامیکی را در کنار مقاومت خوب در مقابل جذب آب ارائه می‌کنند. آنها همچنین امکان کاربری در دامنه وسیع دمایی -۲۴۰ تا ۱۸۰ درجه سانتیگراد و مقاومت در برابر بسیاری از مواد شیمیایی را نیز در اختیار دارند اگرچه خود اسفنج PVC قابل اشتعال است؛ ولی انواع کندکننده حریق آن نیز وجود دارند که در جایگاه‌های مصارف موردنیاز مثل قطارها به کار می‌روند وقتی که فوم‌های PVC در سازه‌های ساندویچی با پوسته‌های FRP مورد مصرف قرار می‌گیرند مقاومت قابل‌قبول آنها در برابر استایرن به معنی آن است که با ایمنی لازم می‌توانند با رزین پلی‌استر به کار گرفته شوند و به همین خاطر نیز در خیلی از صنایع مورد مصرف قرار می‌گیرند. این قوم‌ها معمولاً به‌صورت ورق مسطح یا مشبک عرضه می‌شوند که نوع مشبک آن اجازه شکل‌دهی آسان آن را فراهم می‌نماید.
دو نوع اصلی اسفنج‌های PVC عبارت‌اند از اسفنج‌های دارای پیوندهای عرضی و فاقد پیوندهای عرضی که نوع دوم بعضی اوقات به‌عنوان اسفنج‌های خطی نیز نامیده می‌شوند اسفنج‌های فاقد پیوندهای عرضی چغرمه‌تر و انعطاف‌پذیرترند و به‌وسیله گرما آسان‌تر بر سطوح منحنی شکل قرار می‌گیرند. با همه این اوصاف آنها خواص مکانیکی پایین‌تری از گروه PVC دارای پیوندهای عرضی با دانسیته مشابه داشته و مقاومت کمتری در مقابل استایرن و درجه حرارت‌های بالا از خود نشان می‌دهند. از طرف دیگر قوم‌های دارای پیوندهای عرضی سخت‌تر ولی شکننده‌ترند و در ساخت صفحه‌های سفت استفاده می‌شوند و در آب‌وهوای گرم در برابر نرمی و خزش مقاوم هستند.
امروزه یک نوع جدید سفت شده اسفنج‌های PVC فاقد پیوند عرضی ارائه گردیده که بعضی از خواص مکانیکی اساسی اسفنج‌های دارای پیوندهای عرضی را با بعضی از خواص چغرمگی اسفنج خطی جایگزین نموده‌اند.
با درنظرگرفتن رابطه ساختمان شیمیایی پلی‌اورتان پلی‌وینیل‌کلراید در اسفنج‌های PVC که دارای پیوندهای عرضی هستند ملاحظه می‌شود که این اسفنج‌ها برای حفظ ایمنی، قبل از اینکه
با یک پیش آغشته قابل پخت در دمای پایین استفاده شوند بایستی حتماً با یک رزین مناسب به طور کامل پوشش داده شده باشند. اگرچه عملیات پایداری حرارتی ویژه برای اسفنج‌ها موجود است. لیکن چنین عملیاتی در وهله اول برای بهبود پایداری ابعادی اسفنج‌ها و سپس کاهش مقدار گازهای زایدی که طی فرایندهای در دمای بالا متصاعد می‌گردند. طراحی شده‌اند.
اسفنج‌های پلی‌استایرن
این اسفنج‌ها به‌خاطر قیمت پایین و خواص سنباده خوری آسان به‌عنوان یکی از اجزاء اصلی به طور گسترده در ساخت کشتی‌ها بادی و تخته‌های موج‌سواری استفاده می‌شوند؛ اما به دلیل پایین‌بودن خواص مکانیکی‌شان به‌ندرت در قطعات چند سازهای که بایستی کارایی‌های بالایی داشته باشند. مصرف می‌شوند. ضمناً در مواردی که رزین انتخابی برای ساخت قطعه ساندویچی چند سازهای پلی‌استر باشد به دلیل حل‌شدن آن توسط استایرن موجود در پلی‌استرها با آنها قابل بکار بردن نیستند (مگر یا مواد اولیه واسطه‌ای خاص)
اسفنج‌های پلی‌اورتان
اسفنج‌های پلی‌اورتان خواص مکانیکی متوسطی داشته و سطح اسفنج در فصل مشترک رزین/مغزی در اثر گذشت زمان روبه‌زوال گذاشته و نتیجتاً جدایش پوسته و اسفنج پیش خواهد آمد؛ بنابراین مصارف سازهای مواد فوق به طور معمول در تولید چهارچوب‌ها با پایه‌هایی برای قطعات سفت محدود شده است. بااین‌وجود می‌توان از اسفنج‌های پلی‌اورتان در صفحات ساندویچی که نیروی کمی را تحمل می‌کنند استفاده نمود که عمده مصرف این صفحات به‌عنوان عایق‌های حرارتی است. ضمناً اسفنج‌های فوق خواص حرارتی قابل‌توجهی تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد داشته و جاذب صوتی خوبی نیز هستند. این اسفنج‌ها آمادگی تکه‌تکه و ماشین‌کاری شدن را برای رسیدن به شکل‌ها و ابعاد هندسی موردنیاز دارند.
اسفنج‌های پلی متیل متا اکریل‌آمید (اکریلیک)
برای یک وزن حجمی داده شده اسفنج‌های اکریلیک مغزی‌هایی با بالاترین استحکام‌ها و سفتی‌ها را ارائه می‌دهند. پایداری ابعادی بالای این نوع مغزی‌ها آنها را به‌خاطر استفاده‌شان همراه با پخت پیش آغشته‌ها در دمای بالا، منحصربه‌فرد ساخته است. بااین‌وجود گران‌قیمت بودن این اسفنج‌ها باعث شده جایگاه مصرفشان در صنایع چند سازهای هوافضا مثل ملخ‌های هلی‌کوپترها و با باله‌ای هواپیماها محدود شود.
اسفنج‌های هم‌بسپار استایرن اکریلونیتریل (SAN)
اسفنج‌های SAN شبیه به اسفنج‌های PVC چغرمه شده‌ای که دارای پیوندهای عرضی هستند، رفتار می‌کنند. این نوع اسفنج‌ها اکثر خواص ایستانی مغزی‌های PVC با پیوند عرضی را دارا بوده درحالی‌که چقرمگی و کش آمدگی بسیار بالاتری دارند به همین دلیل آنها قابلیت جذب حدی از ضربه‌ها را دارند که اسفنج‌های PVC معمولی و حتی چغرمه شده نیز در مقابل آن ضربه‌ها شکسته خواهند شد. بااین‌حال بر خلاف انواع PVCهای چغرمه شده که از نرم‌کننده‌ها برای این منظور استفاده می‌کنند. خواص چغرمگی اسفنج‌های SAN در خود بسیار ذاتی بوده و باگذشت زمان تغییر محسوسی نمی‌کنند.
اسفنج‌های SAN در بسیاری از مصارف در حال جابه‌جاکردن اسفنج‌های PVC خطی هستند بدین‌جهت که اینها دارای عمده مزایای چغرمگی و کش آمدگی PVC خطی بوده و درعین‌حال دارای کارایی دمایی بالاتر و خواص ایستایی بهتری هستند. همچنین قابلیت تغییر شکل یافتن این اسفنج‌ها با حرارت تولید قطعات منحنی شکل را با استفاده از آنها ممکن می‌سازد انواع پایدار شده اسفنج‌های SAN در مقابل حرارت ازاین‌جهت که مزاحمت‌های شیمیایی ذاتی PVCها را ندارند، با سهولت بیشتری در همراهی با پیش آغشته‌های پایین دما مورداستفاده قرار می‌گیرند.
گرمانرم‌های دیگر
در شرایطی که روش‌های جدید برای اسفنجی کردن گرمانرم‌ها توسعه می‌یابد. دامنه این نوع مواد انبساط یافته پیوسته در حال افزایش است. اسفنج نوع PEI یک نمونه ازاین‌دست است. این اسفنج پلی اترایمید/پلی اتر سولفون منبسط شده‌ای است که تحمل دماهای بالا را در ترکیب با خاصیت مقاومت در برابر آتش عرضه می‌دارد. اگرچه این محصولات گران‌قیمت هستند، لیکن در سطوح مختلف دمایی از ۱۹۴ تا ۱۸۰ درجه سانتیگراد قابل‌استفاده در مصارف حفاظت در برابر آتش و حرارت در سازه‌های چند لایی هستند مواد فوق برای قطعات درونی قطارها و هواپیماها که مطمئن‌ترین مشخصات ضد آتشی را می‌طلبند بسیار مناسب خواهند بود.
لانه‌زنبوری‌ها
برای سازه‌های ساندویچی مغزی‌های لانه‌زنبوری با مواد سازنده متنوعی در دسترس هستند. این مغزی‌ها شامل طیفی از کاغذ و ورق برای مصارفی با سفتی و استحکام پایین مصارف کم نیرو مثل آنچه در درون درب‌های داخلی منازل استفاده می‌شود تا قطعات فوق‌العاده سبک‌وزن با سفتی و استحکام بالا (مانند سازه‌های هواپیمایی) است. لانه‌زنبوری‌ها در دو جایگاه محصولات مسطح و انحنادار در چند سازه‌ها فرایند شده و می‌توانند بدون استفاده از نیروی مکانیکی اضافه و یا گرمایش، به شکل‌های قطعات منحنی و پیچ و تابدار ساخته شوند.
یا لانه‌زنبوری‌های گرمانرم معمولاً به روش روزن‌رانی یا همان اکستروژن با فشار بیرون‌راندن یک ماده مذاب از درون یک قالب به طور که در انتهای قالب سرد شده و شکل قالب را به خود گرفته باشد تولید شده و سپس در ضخامت‌های موردنیاز برش زده می‌شود لانه‌زنبوری‌های دیگر (مثل نوع کاغذی و آلومینیومی) طی فرایند چندمرحله‌ای تولید می‌شوند در این موارد صفحات بزرگ نازک از مواد مذکور (معمولاً ۱/۲ × ۲/۴ متر) به‌صورت تکرارشونده و موازی با لایه نازکی از چسب آغشته شده و سپس به‌وسیله پرس گرم در حینی که چسب پخت می‌شود بر روی‌هم توده می‌شوند در مورد لانه‌زنبوری‌های آلومینیوم توده ورقهای به‌دست‌آمده در راستای ضخامتشان برش داده می‌شوند. این برش‌ها که به بلوکی شکل ” معروف‌اند بعداً به‌آرامی کشیده شده و منبسط می‌گردند تا به شکل ورقه‌های ممتد شش گوشه سلولی – شکل در آیند.
در مورد لانه‌زنبوری‌های کاغذی توده ورقهای کاغذی متصل شده به‌آرامی منبسط می‌شوند تا به‌صورت یک بلوک بزرگ لانه‌زنبوری با ضخامت چندین دسیمتر در آیند آنگاه این بلوک لانه‌زنبوری کاغذی ظریف و ترد که در حالت منبسط شده نگاه‌داشته شده در یک مخزن رزین غوطه‌ور شده و سپس رزین‌های اضافه گرفته و تخلیه می‌شوند و نهایتاً محصول در کوره پخت می‌گردد. پس از پخت رزین فوق، بلوک حاصله استحکام کافی برای بریده شدن به ضخامت‌های نهایی موردنیاز را دارا است.
در هر دو مورد، با تغییر درجه کشیدن در فرایند انبساط سلول‌هایی به شکل شش‌گوش منظم و یا بیش از حد منبسط شده کشیده شده می‌توانند تولید شوند که هرکدام دارای خواص مکانیکی و جابه‌جایی خواباندن متفاوتی هستند به دلیل همین روش ساخت پیوندی (چسبی)، یک لانه‌زنبوری دارای خواص مکانیکی مختلفی در جهت‌های صفر درجه و ۹۰ درجه در ورقه خواهد بود. درحالی‌که پوسته‌ها (چند لایی‌های رویی و زیری) معمولاً از FRP انتخاب می‌گردند. تقریباً هر ماده ورقهای دیگری با خواص مخصوص به خود مثل چوب گرمانرم‌ها (ملامین و…) و فلزات (آلومینیوم و استیل و…) نیز متوانند به‌عنوان پوسته استفاده شوند سلول‌های لانه‌زنبوری همچنین می‌توانند با اسفنج سخت پر شوند چنین موردی سطح اتصال بیشتری برای پوسته‌ها فراهم کرده، خواص مکانیکی مغزی را به‌وسیله پایداری دیوارهای سلول افزایش داده ضمن اینکه خواص حرارتی و عایق کردن صوت را نیز ارتقا می‌دهد. خواص محصولات لانه‌زنبوری به عواملی مثل اندازه سلول آنها و تعداد تکرارشدن آنها ضخامتشان و استحکام جنس منسوجی که از آن ساخته شده‌اند بستگی دارد. ورقهای لانه‌زنبوری‌ها معمولاً به‌صورت مکعب‌هایی با ضخامت متداول ۵۰ – ۳ میلیمتر و ابعاد صفحه ۱۲۰۰×۲۴۰۰ میلیمتر یافت. می‌شوند، اگرچه تولید ورقهای تا ۳۰۳ متر نیز محتمل است.
مغزی‌های لانه‌زنبوری می‌توانند سبکی وزن و سفتی بالایی برای یک چند لایی به همراه بیاورند؛ اما باید توجه داشت که به دلیل کم‌بودن بیش از حد سطح اتصال آنها به پوسته‌ها الزاماً بایستی در ساخت چند سازه مربوطه از رزین‌هایی با کارایی بالا مثل اپوکسی‌ها به‌منظور نایل شدن به چسبندگی موردنیاز بین پوسته‌های چند لایی و مغزی لانه‌زنبوری، استفاده کرد.
لانه‌زنبوری‌های آلومینیومی
این مغزی‌ها یکی از بالاترین نسبت‌های استحکام به وزن در هر سازهای را ارائه می‌نماید. پیکربندی‌های متنوعی از چسباندن (اتصال) صفحات نازک آلومینیمی وجود دارند که آنها را به تشکیل انواع شکل‌های سلولی هندسی معمولاً شش‌گوش می‌توانند هدایت کنند. خواص موردنظر را می‌توان همچنین با استفاده از ضخامت‌های مختلف ورقه آلومینیوم و اندازه سلول‌ها کنترل کرد. لانه‌زنبوری‌های آلومینیومی را معمولاً به شکل بلوک منبسط نشده یا تاخورده ارائه می‌کنند تا در محل باز شده و به شکل ورق در آیند.
علی‌رغم خواص مکانیکی خوب و قیمت نسبتاً ارزان لانه‌زنبوری‌های آلومینیومی می‌بایست در بعضی مصارف بااحتیاط استفاده شوند همانند سازه‌های بزرگ دریایی که با مشکلات بالقوه خوردگی در محیط‌های آب‌نمک مواجه هستند. در چنین موقعیت‌های خاصی بایستی از اینکه لانه‌زنبوری آلومینیوم در تماس مستقیم با الیاف کربن مصرف شده در پوسته رویی و زیری قرار نگیرد، اطمینان حاصل نمود چرا که چنین هدایتی می‌تواند خوردگی گالوانیکی را تشدید کند. مشکل دیگر لانه‌زنبوری‌های آلومینیومی نداشتن حافظه مکانیکی است. وقتی به یک سازه ساندویچی که دارای مغزی لانه‌زنبوری آلومینیومی است ضربه‌ای وارد شود آلومینیوم واقع در وسط سازه به طور غیرقابل‌بازگشت تغییر شکل و اندازه می‌دهد له می‌شود درحالی‌که پوسته‌های FRP به دلیل ارتجاعی بودنشان می‌خواهند به‌جای اولیه‌شان برگردند. این خود باعث جدایش این دو از هم می‌گردد و در نتیجه از خواص مکانیکی سازه به طور فاحشی کاسته می‌شود.
لانه‌زنبوری‌های نومکس
در این نوع از مغزی‌ها به‌جای کاغذهای سلولزی از کاغذهای نومکس که از لیفهای کولار به دست می‌آیند استفاده می‌شود لانه‌زنبوری کاغذی اولیه معمولاً برای تولید مغزی لانه‌زنبوری با استحکام بالا و مقاومت خوب در مقابل آتش در رزین فتولیک غوطه‌ور می‌گردد. اینها به طور گسترده در سازه‌های ساندویچی سبک‌وزن داخل هواپیماها در اتصال با پوسته‌هایی از رزین فنولیک استفاده می‌شوند. انواع خاص همچنین برای استفاده در مصارف کندکنندگی حریق مانند داخل وسایل حمل‌ونقل عمومی قابل ساخت است که در آنها سلول‌های لانه‌زنبوری با اسفنج فنولیک برای افزایش سطح اتصال و عایق کردن، پر می‌شوند.
میزان مصرف این لانه‌زنبوری‌ها به دلیل وزن کم پایداری بلندمدت خوب و خواص مکانیکی بالا در مصارف با کارایی بالا علاوه بر هوا و فضا رو به افزایش است. لیکن این نوع مغزی‌ها به طور چشمگیری نسبت به بقیه انواع مغزی‌ها گران‌تر هستند.
لانه‌زنبوری‌های گرما نرم
مواد مغذی ساخته شده از دیگر گرمانرم‌ها سبک‌وزن بوده و خواص مفیدی دارند و احتمالاً با سهولت بیشتری بازیافت می‌شوند؛ اما سفتی نسبتاً پایین و مشکل چسبندگی به پوسته‌ها، جزو اصلی‌ترین معایب آنها است. اگرچه از این محصولات به‌ندرت در سازه‌های تحت نیروی بالا استفاده می‌شود. بااین‌وجود می‌توان از آنها در تولید صفحات (یا) پانل‌های ساده داخلی استفاده نمود. مرسوم‌ترین بسپارهای مورد مصرف در ساخت این نوع مغزی‌ها عبارت‌اند از:
اکریلونیتریل بوتادین استایرن ABS – برای صلبیت استحکام ضربه‌ای، چغرمگی، سختی سطح و پایداری ابعادی
پلی‌کربنات – برای پایداری در مقابل نور ماورای بنفش عبور عالی، نور، مقاومت حرارتی خوب و خاصیت خود اطفایی حریق
پلی‌پروپیلن – برای مقاومت شیمیایی خوب
پلی‌اتیلن – به‌عنوان یک مغزی ارزان‌قیمت برای مصارف عمومی
چوب
چوب‌ها را می‌توان به‌عنوان لانه‌زنبوری‌های طبیعی تشریح نمود؛ چون در مقیاس ذره‌بینی دارای ساختاری شبیه به حفره‌های شش گوشه موجود در لانه‌زنبوری‌های مصنوعی هستند. وقتی که مواد فوق در سازه ساندویچی به‌گونه‌ای قرار داده شود که مسیر حرکت حفره‌های چوب عمود بر صفحه پوسته‌های درونی و بیرونی قرار گیرند خواص قطعه به‌دست‌آمده مشابه قطعات دیگری خواهد بود که با لانه‌زنبوری‌های ساخت دست بشر تهیه گردیده‌اند. بااین‌وجود علی‌رغم انواع عملیات شیمیایی موجود، همه مغزی‌های چوبی مستعد به حمله رطوبت بوده و اگر توسط رزین یا چند لایی، خوب احاطه نشوند پوسیده خواهند شد.
بالسا (درخت گل حنا)
بیشترین میزان مصرف مغزی‌های چوبی مربوط به بالساهای انتها – حفره است. این مغزی‌ها به‌صورت ساندویچ‌هایی از آلومینیوم / بالسا / آلومینیوم ابتدا در دهه ۱۹۴۰ برای ساخت دیواره‌های قایق‌های پروازی که هنگام فرودآمدن در معرض برخورد پی‌درپی با ضربات امواج آب قرار می‌گرفتند. وارد عرصه صنعت شدند. این کارایی موجب گردید که صنعت دریایی استفاده از بالسای انتها – حفره را به‌عنوان مواد مغزی در ساخت FRP آغاز کند. در کنار خواص فشاری بالا ویژگی عایق حرارتی و جذب بالای صوت از مزایای دیگر بالسا است. مواد فوق وقتی حرارت داده می‌شوند تغییر شکل نمی‌دهند
و به‌صورت عایق و لایه فرساینده در آتش عمل می‌کند که به‌آهستگی نیم‌سوز شده و یک پوسته بسته برای باقی‌ماندن سازهای سالم اعطا می‌کند. همچنین بالسا خاصیت شناوری خوبی به سازه می‌بخشد و به‌راحتی و با ابزارها و ماشین‌های ساده می‌توان با آن کارکرد. مغزی‌های بالسا به‌صورت ورقهای انتها – حفره تاشو قابل خم‌کردن با ضخامت ۳ تا ۵۰ میلیمتر که از پشت با یک‌پارچه چسبیده شده و همچنین به‌صورت ورقهای انتها – حفرة صلب تا ضخامت ۱۰۰ میلیمتر نیز موجود است. این ورق‌ها ضمناً می‌توانند به‌صورت آماده (پوشش شده با رزین) جهت استفاده در فرایندهای تولیدمثل کیسه خلأ فرایندهای پیش آغشته‌ای با فرایندهای بر پایه فشار از قبیل RTM و غیره نیز ارائه شوند. یکی از معایب بالسان بالابودن حداقل وزن حجمی آن (kg/mr ۱۰۰) است. خصوصیت جذب‌کنندگی زیاد رزین در حین ساخت چند لایی، به این مشکل دامن می‌زند اگرچه می‌توان آنها را قبل از مصرف با نوعی مواد پوشش داد که رزین کمتری را به خود جذب نمایند؛ بنابراین مصرف بالسا به پروژه‌هایی محدود گردیده که حداکثر صرفه‌جویی وزن در آنها اهمیت نداشته و یا در محدوده تنش‌های موضعی بالا قرار می‌گیرند.
درخت سرو (سیدار)
مغزی چوبی دیگری که گاهی اوقات بکار گرفته می‌شود سیدار نام دارد که در سازه‌های دریایی از آن غالباً به‌عنوان “مغزی استفاده شده است به‌طوری‌که پوسته چند سازهای در هر دو طرف سیدار قرار گرفته و حفره‌های سیدار موازی با پوسته واقع شده‌اند؛ بنابراین الیاف سیدار در راستای طول قایق برای دادن استحکام در قسمت‌های عقب و جلوی قایق قرار گرفته در حالیه الیاف درون پوسته‌های FRP در زوایای ۴۵ خوابانده شده و بدین ترتیب صلبیت پیچشی مقاومت در برابر پیچش و حفاظت از چوب را عهده‌دار خواهند بود.
مغزی‌های دیگر
اگرچه به آنها معمولاً به‌صورت مغزی‌های ساندویچی واقعی توجه نشده است، لیکن محصولاتی نیز با وزن حجمی و ضخامت کم به نام شبه پارچه وجود دارند که اگرچه به آنها معمولاً به‌صورت مغزی‌های ساندویچی واقعی توجه نشده لیکن می‌توانند به‌منظور سبک‌سازی یک چندلایی تک پوسته در آن به کار گرفته شوند موادی مثل کورمت (Coremat) و اسفیرتکس Spheretex) (نام تجاری این محصولات است شامل پارچه شبه – نمد بافته نشده‌ای هستند که با کردهای توخالی جهت کاهش دانسیته پر شده‌اند. این مغزی‌ها که معمولاً بین ۱ تا ۳ میلیمتر ضخامت دارند؛ مانند صرفاً لایه دیگری از تقویت‌کننده در میان چند لایی قرار گرفته و برای خیس شدن با رزین چند لایی در حین ساخت طراحی گردیده‌اند. بدین ترتیب کردهای توخالی موجب بیرون‌راندن رزین گردیده و لایه میانی موردنظر، اگرچه خیلی سنگین‌تر از مغزی‌های لانه‌زنبوری و اسفنجی است؛ اما از چند لایی مشابه که با الیاف شیشه ساخته شده و دارای ضخامت یکسان باشند سبک‌تر خواهد بود. ضخامت کم محصولات فوق این امکان را می‌دهد که در انحناهای دوبعدی به‌راحتی خوابانده شده و همچنین با سرعت و سهولت مصرف شوند.
در ضمن گروهی از پارچه‌های سه‌بعدی بافته شده از انواع الیاف (عمد تا شیشه) نیز به دلیل داشتن فضای خالی میانی می‌توانند در ساختارهای ساندویچی به‌عنوان مغزی استفاده شوند.
مقایسه خواص مکانیکی مغزی ها
همان گونه که انتظار می‌رود همراه با افزایش وزن حجمی مغزی‌ها خواص عمومی آنها نیز افزایش پیدا می‌کند. بااین‌حال از جایگاه وزن مغزی‌ها در سازه‌های ساندویچی باید گفت عوامل دیگری نیز لازم است در کنار وزن حجمی‌شان موردتوجه قرار گیرند. مثلاً مواد اسفنجی با وزن حجمی پایین درحالی‌که فقط مقدار اندکی به وزن سازه ساندویچی اضافه می‌کنند اغلب دارای سلول‌های سطحی بازی هستند که باعث جذب مقدار زیادی رزین در طول اتصال خواهند شد. هر چه دانسیته اسفنج پایین‌تر باشد. به طبع آن سلول‌های سطحی آن بزرگ‌تر و در نتیجه مشکلات فوق نیز حادتر خواهد بود. با این اوصاف لانه‌زنبوری‌ها می‌توانند در این مورد خیلی خوب عمل کنند ازاین‌جهت که یک چسب خوب می‌تواند خط اتصال کوچکی را فقط در دور دیواره‌های سلول تشکیل داده و ازاین‌رو از برتری نسبی برخوردار باشند.
بالاخره ازآنجایی‌که اطمینان به اتصال مناسب و صحیح مغزی و پوسته مهم است. توجه به نحوه شکل‌دهی دقیق مغزی استفاده شده الزامی خواهد بود. چنانچه مغزی بکار گرفته شده به‌خوبی جفت با پوسته‌ها متصل نشود موجب پیدایش فضاهای بزرگ در محل اتصال شده که طبعاً نیاز به پرکردن با چسب دارند و ازاین‌رو صرفه‌جویی وزنی که قرار است به همراه داشته باشند منتفی می‌گردد.
اسفنج یا بالسای آستر پشتی جایی که تکه‌های کوچکی از آنها به‌وسیله پارچه آستری سبک‌وزن از پشت نگهداری شده‌اند می‌توانند برای کمک‌کردن به مغزی‌ها در تطابق یا شکل‌گیری بهتر به سطوح انحنادار استفاده شوند در اسفنج‌هایی که طبق الگویی خاص بریده می‌شوند باید مراقب قسمت‌هایی که برش می‌خورند بود؛ زیرا در این نقاط اثر مشابهی نفوذ رزین را شاهد خواهیم بود. بااین‌وجود هر دو نوع مغزی هنوز تمایل به استفاده مقادیر زیادی از چسب دارند؛ چون فواصل بین شکاف‌های تکه‌های پشت آنها بایستی با رزین پر شده تا یک سازه خوب به دست آید. در قطعاتی که حساسیت وزنی دارند و سعی در سبک‌شدنشان می‌شود استفاده از مغزی‌های اسفنجی که قابلیت شکل‌دهی با حرارت داشته باشند می‌باید مدنظر قرار گیرد. این‌گونه مغزی‌ها شامل اسفنج‌های PVC خطی و SAN هستند که می‌توانند تا بالای نقطه نرمی‌شان حرارت داده شده و برای جفت‌شدن به شکل قالب، پیش – خمیده شوند. از لانه‌زنبوری‌های فوق منبسط شده به‌صورت گسترده‌ای در مواقعی که یک مغزی می‌بایست درون قطعه منحنی دار قرار گیرد استفاده می‌گردد. دلیل این امر قابلیت شکل‌پذیری ناشی از انبساط بالای مواد فوق است.
دیدگاهتان را بنویسید