پژوهشگران گروه ساخت و تولید بخش مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس طی پژوهشی به بررسی شکل‌گیری حباب و اثر آن بر خواص نهایی قطعه کامپوزیت تولیدی به روش انتقال رزین به کمک خلاء پرداختند.

به گزارش سایت خبری پپنا، روش VARTM یکی از پیشرفته‌ترین روش‌های تولید قطعات کامپوزیت با ابعاد بزرگ با درصد حجمی الیاف بالا و هم درصد حباب پایین است. شکل گیری حباب در طول تولید قطعه، می‌تواند در حد مرحله پخت قطعه باشد. چنان‌چه که در برخی از مراجع ذکر شده است، با افزایش هر درصد حباب، خواص مکانیکی بین 2 تا 10 درصد کاهش می‌یابد. با کاهش درصد حباب برای قطعات کامپوزیتی با توجه به ثابت بودن درصد حجمی الیاف نسبت استحکام به وزن افزایش می‌یابد.

مجتبی جعفری، کارشناس ارشد مهندسی مکانیک - ساخت و تولید، ضمن بیان مطلب فوق در خصوص اهداف طرح پژوهشی خود که آن را در قالب پایان‌نامه خود ارائه کرده، گفت: در این تحقیق سعی بر آن شده است تا با بررسی درصد حباب قطعات کامپوزیتی، و شناخت هر چه بهتر حباب و رفتار آن در طول مرحله تولید با روش VARTM راه حل مناسبی برای کاهش درصد حباب پیشنهاد شود.

وی افزود: با بررسی عواملی که در شکل گیری حباب نقش دارند، معلوم شد که گیر افتادن مکانیکی حباب در بین الیاف بیشترین سهم را دارا است. در این پایان‌نامه با آزمایش‌های گوناگونی شکل گیری حباب مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله تولید ورق‌های کامپوزیتی با استفاده از رزین پلی استر و 8 لایه الیاف شیشه و بررسی تاثیر درصد الیاف و تاثیر تغییرات چگالی سطحی الیاف برای الیاف 100،200و600 گرم بر سانتی‌متر مربع و همچنین تاثیر الیاف تک جهته در سرعت جبهه جریان و درصد حباب مورد بررسی قرار گرفته است.

جعفری خاطرنشان کرد: با انجام آزمایش‌های مختلف در این پژوهش دو راهکار برای افزایش خواص مکانیکی، یکی استفاده از دو کیسه خلاء در روش VARTM و دیگری استفاده از ارتعاش‌های مکانیکی با فرکانس‌های مختلف و پیدا کردن فرکانس بهینه برای داشتن حباب کمتر در قطعات کامپوزیتی تولید شده با روش VARTM ارائه شده است. با گرفتن عکس‌های میکروسکوپی از سطح مقطع نمونه‌های مورد آزمایش، اندازه حباب‌ها و شکل و منطقه تشکیل حباب‌ها و همچنین درصد حباب در قطعات مورد بررسی قرار گرفته است.

وی ادامه داد: آزمایش کشش نیز برای نمونه‌های تولید شده صورت گرفت که بیشترین خواص مکانیکی را برای روش VARTM با استفاده از دو کیسه خلاء و همچنین برای قطعات تولیدی با روش VARTM به همراه ارتعاش 50 هرتز بدست آمد. در آخر به این نتیجه رسیدیم که با افزایش چگالی سطحی الیاف و یا با استفاده از دو کیسه خلاء درصد حباب افزایش می‌یابد، ولی با افزایش درصد حجمی الیاف، خواص مکانیکی نیز افزایش می‌یابد.

جعفری تصریح کرد: در آزمایش تاثیر ارتعاش در قطعات کامپوزیتی، در فرکانس 50 هرتز، 50 درصد کاهش حباب را نسبت به روش عادی نشان می‌دهد و درصد حجمی الیاف نسبت به روش عادی تغییری نکرده است، ولی در عین حال خواص کششی 20 درصد افزایش یافته است. یعنی با کاهش حباب خواص مکانیکی افزایش می‌یابد.

گفتنی است این پژوهش با راهنمایی دکتر محمد گلزار، عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است.

منبع: ایسنا