23948sdkhjf

Flera sätt att tillverka kompositer

Prepreg (preimpregnated reinforcement) består av tunna skikt av plastimpregnerade fibrer. Det finns en mängd olika typer av prepregmaterial, baserade på t.ex. glasfiber eller kolfiber i kombination med epoxi, cyanatester eller bismaleimid. Tidigare krävdes normalt en autoklav (trycksatt ugn) för att härda materialet, men i dagsläget finns prepregmaterial som går att härda utan varken tryck eller förhöjd temperatur. De mekaniska egenskaperna (framförallt de interlaminära egenskaperna) blir dock bättre om man använder tryck och förhöjd temperatur. I korthet består tillverkning med prepreg vanligtvis av följande steg: 1. Uppskärning av material 2. Uppläggning av materialet (stackning) 3. Formning (drapering) 4. Konsolidering via vakuumsugning (debulking) 5. Konsolidering med vakuum (och yttre tryck) 6. Härdning (i ugn eller autoklav) 7. Avformning Egenskaper + Hög fiberandel -> bra mekaniska egenskaper + Jämn kvalitet - Hög materialkostnad - Lång tillverkningstid Fiberlindning är en effektiv metod för tillverkning av ihåliga produkter såsom tankar, rör, master och tryckkärl. Det finns en mängd olika varianter av fiberlindning, t.ex. plan lindning, 360°-lindning och bandlindning. Den vanligaste varianten är dock spirallindning. Vid spirallindning placeras fibern på ett roterande dorn med hjälp av en släde. Lindningsvinkeln styrs av slädens transversella hastighet samt dornets rotationshastighet. Innan fibern placeras på dornet impregneras den med plast. För enklare produkter används normalt omättad polyester och för mer avancerade produkter epoxi. Egenskaper + Hög fiberandel -> bra mekaniska egenskaper + Automatiserad process -> Jämn kvalitet - Endast lämplig för konvexa geometrier - Lång tillverkningstid Pultrudering används för kontinuerlig tillverkning av rör och profiler. Tillverkningen påminner om extrudering, men skiljer sig genom att materialet dras igenom verktyget istället för trycks. Det första steget vid pultrudering av en profil är impregnering av fibern. Detta sker i ett impregneringsbad eller i en speciell impregneringskammare. Den impregnerade fibern leds därefter in i ett uppvärmt formverktyg där produktens tvärsnitt formas samtidigt som plasten härdar. Efter att produkten passerat verktyget kyls den innan den slutligen kapas till önskad längd. I stort sett alla typer av fiber- och plastmaterial kan pultruderas. Den vanligaste kombinationen är dock glasfiber och omättad polyester. Mestadels används glasfiber i form av roving, men det är fullt möjligt att använda även vävar, multiaxiella mattor och huggna mattor. Egenskaper + Kostnadseffektiv process + Låg materialkostnad - Dyr utrustning - Begränsningar i geometri Varmpressning är en kostnadseffektiv metod för tillverkning av stora serier. Vanliga produkter är; elskåp, tågsäten, karosspaneler och ventilkåpor. Materialen som används är mestadels SMC (Sheet Moulding Compound) och BMC (Bulk Moulding Compound). Båda materialen består normalt av glasfiber, omättad polyester och fyllmedel. Skillnaden är att BMC innehåller kortare fibrer (6-12 mm jämfört med 25-50 mm) samt mindre andel fibrer (20 vikt% jämfört med 30 vikt%). Vid tillverkning placeras en avvägd materialsats i undre delen av ett uppvärmt formverktyg. Storlek och form på materialsatsen har stor betydelse för komponentens egenskaper. En liten materialsats ger lång flytväg och därmed bra ytkvalitet, medan en stor materialsats ger kort flytväg och jämnare fiberorientering. Efter placering av materialsatsen stängs verktyget snabbt och materialet pressas ut i formrummet. När materialet härdat, efter ca 2 minuter, öppnas verktyget och komponenten stöts ut med hjälp av utstötare. Egenskaper + Kort tillverkningstid + Låg materialkostnad - Låg fiberandel -> låg styvhet och hållfasthet - Risk för ytporer och därmed nålstick och blåsor vid lackering GMT (Glass Mat Thermoplastic) består vanligtvis av glasfiberarmerad polypropen och säljs i form av förkonsoliderade plattor. Vid tillverkning värms plattorna upp i en ugn varefter de läggs i ett kallt verktyg (30-70°C) och pressas ut under högt tryck. Processtiden är kort (20-60 sekunder) och metoden är därför lämplig för stora serier. Pressning av GMT används mestadels för tillverkning av fordonskomponenter såsom batterihyllor, sätesramar, och bärare till bakluckor och instrumentbrädor. Egenskaper + Kort tillverkningstid + Låg materialkostnad - Låg fiberandel -> låg styvhet och hållfasthet - Dålig ytkvalitet Övriga metoder Det finns naturligtvis fler tillverkningsmetoder för polymera fiberkompositer än de 8 metoder som beskrivits i denna och föregående artikel. Metoder som utelämnats är t.ex. sprutning, vilket tidigare var vanligt vid tillverkning av skrov och däck till fritidsbåtar, RIM (Reaction Injection Moulding) vilket är en mycket snabb tillverkningsmetod som bland annat används för tillverkning av fordonskomponenter, samt RFI (Resin Film Infusion) vilket är en teknik där torra fibermattor stackas tillsammans med plastfilm, formas och sedan härdas ut under vakuum och förhöjd temperatur.

Kommentera en artikel
Utvalda artiklar

Nyhetsbrev

Sänd till en kollega

0.062