در این مقاله، ما هیجانزده هستیم که اطلاعات مربوط به کامپوزیتهای ترموپلاستیک را که معجزه مهندسی بیدرنگ هستند و نوید بهبود روش کار مواد سبک وزن و قابل بازیافت را میدهند، نقل کنیم. ما میخواهیم شما را به دنیای خارقالعاده کامپوزیتهای ترموپلاستیک ببریم و ویژگیهای منحصربهفرد آن، مزایایی که نسبت به پیشینیان خود دارد و تأثیر بالقوه آن بر صنایعی مانند هوافضا را برجسته کنیم. آماده درک تکنیک های جدیدتر ساخت کامپوزیت ترموپلاستیک باشید و از نقش آنها در نگرانی های زیست محیطی و بازیافت قدردانی کنید. بیایید این جبهه هیجان انگیز را بررسی کنیم، جایی که خلاقیت و مهارت های فنی در حال ملاقات و تسریع روند نوآوری است، که هدف آن ارائه چشم اندازی جدید به آینده سبز است.
کامپوزیت های ترموپلاستیک چیست و چه تفاوتی با کامپوزیت های ترموست دارند؟
کامپوزیت های زمینه پلیمری ترموپلاستیک با تقویت فیبری به عنوان کامپوزیت های ترموپلاستیک شناخته می شوند. این کامپوزیت ها به طور قابل توجهی با کامپوزیت های ترموست متفاوت هستند، زیرا کامپوزیت های ترموست را می توان بدون هیچ گونه فرآیند شیمیایی پخت، گرم کرد و تغییر شکل داد. به دلیل این خاصیت، کامپوزیت های ترموپلاستیک هنگام بازیافت، تعمیر و پردازش محصول کاربردی تر هستند. آنها تمرکز بیشتری روی ترموپلاستیک دارند. این تفاوت در درجه اول از پلیمرهای آنها ناشی می شود - پلیمرهای ترموپلاستیک حاوی زنجیره های خطی هستند که به کامپوزیت اجازه می دهد تا به طور مداوم گرم و سرد شود تا به طور قابل کنترلی نرم و سخت شود، در مقابل، ترموست ها از زنجیره های پلیمری متقاطع تشکیل شده اند که پس از پخت، سفت و سخت هستند و نمی توانند قابل کنترل باشند. تغییر یافته است.
آشنایی با خواص اولیه کامپوزیت های ترموپلاستیک
ویژگی هایی که کامپوزیت های ترموپلاستیک را از کامپوزیت های ترموست متمایز می کند را می توان به ساختار مولکولی آنها گره زد. به عنوان مثال، ادعا شده است که در کامپوزیت های ترموپلاستیک، زنجیره های پلیمری به راحتی گرم و سرد می شوند و در نتیجه این زنجیره ها به ترتیب نرم و سخت می شوند. در مقابل، کامپوزیتهای ترموست دارای زنجیرههای پلیمری متقاطع هستند که قبلاً به دلیل پخت به ساختار دائمی رسیدهاند. به دلیل این خاصیت، پردازش، بازیافت و تعمیر کامپوزیت های ترموپلاستیک آسان تر از همتایان ترموست آنها است.
به طور خلاصه، مشخصه اصلی متمایز کننده کامپوزیت های ترموپلاستیک، خواص آنها است که اجازه می دهد تا تغییراتی در پیکربندی مولکولی آنها به صورت غیرقابل خدشه ای ایجاد شود، که دامنه کاربرد مواد و سهولت استفاده از آنها را در کاربردهای مختلف افزایش می دهد.
تفاوت های کلیدی بین کامپوزیت های ترموپلاستیک و ترموست
وقتی صحبت از طبقه بندی کامپوزیت ها می شود، می توان به طور کلی بین کامپوزیت های ترموپلاستیک و کامپوزیت های ترموست تفاوت قائل شد. همچنین، این مواد در واقع با توجه به الزامات کاربردی انتخاب می شوند زیرا مجموعه ای از خواص متنوع را نشان می دهند. در زیر چندین نکته وجود دارد که می توان از آنها برای تمایز بین مواد استفاده کرد.
ساختار پلیمری:
- کامپوزیت های ترموپلاستیک: در طول فرآوری کامپوزیت های ترموپلاستیک، پلیمرهای مورد استفاده در ترکیب آن با یک زنجیره مولکولی خطی یا شاخه دار مشخص می شوند که می تواند از طریق مسیرهای کم انرژی در زمان و اگر پلیمر نیاز به پردازش مجدد داشته باشد، اصلاح شود.
- کامپوزیت های ترموست: برعکس، کامپوزیت های ترموست پلیمرهایی هستند که حاوی زنجیره های مولکولی متقابل هستند که پس از تشکیل به دلیل مرحله پخت، نمی توان با تحمیل گرما به آنها پایان داد.
پردازش و بازیافت:
- کامپوزیت های ترموپلاستیک: این واقعیت که کامپوزیت های ترموپلاستیک حاوی طیف گسترده ای از مواد پلیمری هستند، آنها را برای کاربردهای متعدد به دلیل قابلیت بازیافت و اصلاح مجدد برای استفاده در آینده ایده آل می کند. بنابراین از ایدئولوژی پایداری حمایت می کند.
- کامپوزیت های ترموست: هنگامی که کامپوزیت های گرماسخت گیر شدند، نمی توان آنها را پردازش کرد یا به قالب یا ساختار دلخواه تغییر شکل داد. در نتیجه، وسایل بازیافت برای کامپوزیت های ترموست بسیار محدود است.
ویژگی های مکانیکی:
- کامپوزیتهای ترموپلاستیک: به طور کلی، تنشهای بلندمدت و کوتاهمدت تأثیر حداقلی بر این کامپوزیتها دارند، زیرا نشانههایی از سطح بالایی از مقاومت در برابر بارهای ضربهای و تنشها را نشان میدهند. همچنین در مقایسه با ترموست، پایداری ابعادی کامپوزیت ترموپلاستیک برتر است.
- کامپوزیت های ترموست: همه ویژگی های فوق باعث می شود کامپوزیت های ترموپلاستیک برای کاربردهای سخت ایده آل نباشد. در این حالت، کامپوزیتهای گرماسخت دمایی و پایداری شیمیایی بالاتری از خود نشان میدهند. علاوه بر این، به دلیل ساختار خود، این پلیمرها دارای خواص مقاوم در برابر حرارت و خوردگی نیز هستند.
برنامه های کاربردی:
- کامپوزیت های ترموپلاستیک: کامپوزیت های ترموپلاستیک به دلیل خواص مکانیکی و همچنین سهولت پردازش مجدد به صورت صنعتی برای خودروسازی، هوافضا، کالاهای مصرفی و تجهیزات ورزشی مورد استفاده قرار می گیرند.
- کامپوزیت های ترموست: کامپوزیت های ترموست تقریبا در تمام صنایع ساخته می شوند و شامل قطعات عایق الکتریکی، قطعات خودرو و مصالح ساختمانی می شوند.
آگاهی از کامپوزیت های ترموپلاستیک در مقابل ترموست می تواند به مهندسان و سازندگان در تعیین موادی که برای کاربردهای خاص استفاده کنند کمک کند. هر کدام مزایا و معایب خود را دارند، اما همه آنها برای اجرای خاصی طراحی شده اند و هنگام تعیین محدوده یک پروژه خاص باید محدودیت ها را در نظر گرفت.
مزایای کامپوزیت های ترموپلاستیک نسبت به مواد سنتی
- سبک وزن: نیازهای وزنی کامپوزیت های ترموپلاستیک به طور قابل توجهی کمتر از مواد سنتی است که آنها را برای استفاده در صنایع هوافضا، خودروسازی و حمل و نقل ارزشمند می کند. این کاهش وزن منجر به بهبود راندمان احتراق سوخت و در نتیجه انتشار کمتر می شود.
- نسبت استحکام به وزن بالا: کامپوزیت های ترموپلاستیک نسبت استحکام به وزن بالایی دارند که نشان دهنده مقاومت مکانیکی بالایی است. آنها همچنین باربر و کاملاً مستحکم هستند که تضمین می کند که نیروهای وارده در هنگام استفاده آسیبی به سازه وارد نمی کنند. این آنها را برای استفاده در برنامه هایی که استحکام یک نیاز حیاتی است ایده آل می کند.
- دوام و مقاومت در برابر ضربه: کامپوزیت های ترموپلاستیک محکم هستند و می توانند ضربه و خستگی را تحمل کنند. آنها حتی در حضور آب و هوای شدید، ارتعاش و تنش های شدید از نظر ساختاری سالم می مانند، که تضمین می کند که برای استفاده در فلزات و کامپوزیت های گرماسخت قابل اعتماد و بادوام هستند.
- خوردگی و مقاومت شیمیایی: کامپوزیت های ترموپلاستیک در محیط های خورنده و شیمیایی رشد می کنند که آنها را از سایر مواد سنتی متمایز می کند. اینها خواص مطلوبی برای صنایع دریایی و شیمیایی است که در محیط های خورنده عمل می کنند.
- انعطافپذیری طراحی: کامپوزیتهای ترموپلاستیک را میتوان به اشکال مختلف قالبگیری کرد که امکان طراحیهای ساختاری پیچیده را فراهم میکند. به دلیل این ویژگی، کامپوزیت های ترموپلاستیک برای یک مهندس یا طراح ایده آل هستند تا هندسه های پیچیده را بدون به خطر انداختن عملکرد و کارایی سازه انجام دهند.
- قابلیت بازیافت: کامپوزیت های ترموپلاستیک دارای خاصیت بازیافت پذیری هستند و بنابراین امید به فرآیند تولید زباله بهتر و کمتر را می دهند. ویژگی کامپوزیت های ترموپلاستیک که باید بازیافت شوند، شیوه های سازگار با محیط زیست را تقویت می کند و به اقتصاد دایره ای کمک می کند.
- زمان پردازش کوتاهتر به دلیل نگهداری از کامپوزیتهای ترموپلاستیک، زمانهای پردازش کوتاهتری نسبت به کامپوزیتهای مبتنی بر رزینهای ترموست میتوان به دست آورد. این کامپوزیت ها در دماهای پایین تر و نرخ تولید بالاتر قالب گیری، جوش داده شده و گرما شکل می گیرند که باعث صرفه جویی در هزینه ها و افزایش راندمان تولید می شود.
با استفاده از این مزایا، جوامع می توانند از ویژگی های کامپوزیت های ترموپلاستیک استفاده کنند که منجر به عملکرد بهتر، فرآیندهای بیشتر و سازگار با محیط زیست و محصولات نهایی با کیفیت بالاتر می شود.
چگونه کامپوزیت های ترموپلاستیک صنعت هوافضا را متحول می کنند؟
مزایای کاهش وزن در ساخت هواپیما
بخش هوافضا به هر طریق ممکن در تلاش است تا رویکردهای جدیدی ارائه دهد که به کاهش وزن در ساخت هواپیما و بهبود مصرف سوخت و عملکرد به طور کلی کمک کند. پیشرفت کامپوزیت های ترموپلاستیک مفید بوده است زیرا می توانند مزایای زیادی در کاهش وزن داشته باشند. بخش کوچکی از معمای بزرگ چگونگی تغییر کامپوزیت های ترموپلاستیک در جهان ساخت هواپیما، موارد زیر برخی از حقایق قابل توجه است:
- نسبت استحکام به وزن بالا: قطعات ساختاری ساخته شده با مواد کامپوزیت ترموپلاستیک دارای نسبت مقاومت به وزن بالایی هستند. این امکان ساخت اجزای سبک وزن را فراهم می کند در حالی که از نظر ساختاری سالم باقی می مانند. چنین کاهش وزنی منجر به افزایش راندمان سوخت و ظرفیت بارگیری می شود.
- انعطافپذیری طراحی: ویژگیهای کامپوزیتهای ترموپلاستیک امکان توسعه هندسههای ساده و کاربردی را میدهد، دانکوکو و همکاران، (2011). این به مهندسان اجازه می دهد تا شکل های پیچیده تر و موثرتری از سازه ها را برای کاهش وزن نیز طراحی کنند.
- ادغام توابع: کامپوزیت های ترموپلاستیک می توانند عملکردهای زیادی را در یک جزء واحد ترکیب کنند، بنابراین تعداد اجزای مورد نیاز و پیچیدگی کل ساختار را کاهش می دهند. کاهش تعداد قطعات به صرفه جویی در وزن و بهبود عملکرد کلی سیستم، در این مورد، وزن هواپیما می افزاید.
- صرفه جویی در هزینه: مزایای تولید کامپوزیت های ترموپلاستیک شامل هزینه کمتر قطعه کامپوزیت کامل ترموپلاستیک به دلیل دماهای تولید و چرخه های پردازش پایین تر است. این صرفه جویی می تواند قابل توجه باشد و کامپوزیت های ترموپلاستیک را به یک راه حل مقرون به صرفه برای صنعت هوافضا تبدیل کند.
پیشرفت فن آوری و پیشرفت بیشتر تحقیقات به عنوان یک نیروی محرکه برای ساخت کامپوزیت های ترموپلاستیک به طور گسترده در صنعت هوافضا مورد استفاده قرار گرفت. این پیشرفتها به دست میآیند، زیرا هر سازنده هواپیما میتواند وزن کامپوزیتهای ترموپلاستیک را کاهش دهد، که منجر به مصرف سوخت بهتر و هزینه عملیاتی و اثرات زیستمحیطی کمتر میشود.
بهبود خواص مکانیکی برای کاربردهای هوافضا
- کامپوزیت های ترموپلاستیک موادی با قابلیت بالا هستند و به همین دلیل در ساخت هواپیما و هوانوردی کاربرد فراوانی دارند. این بهترین سرمایه گذاری صنعت در بازگشت عملکرد و قابلیت اطمینان است. موارد زیر برخی از خواص مکانیکی قابل توجه کامپوزیت های ترموپلاستیک است که در طول سال ها بهبود یافته است: نسبت استحکام به وزن بالا: به دلیل ویژگی های استحکام به وزن بالا. ، کامپوزیت های ترموپلاستیک مواد ایده آلی برای هواپیما هستند. این ویژگیها ساخت اجزای ساختاری فوقالعاده نازک را قادر میسازد و در نتیجه عملکرد آیرودینامیکی و کارایی هواپیما را بهبود میبخشد و قابلیتهای محموله آنها را افزایش میدهد.
- مقاومت عالی در برابر ضربه: برخلاف مواد سنتی، کامپوزیت های ترموپلاستیک پیشرفته نشان داده شده است که از مقاومت در برابر ضربه مواد استاندارد فراتر می روند. این ویژگی ویژگیهای ایمنی را در سیستمهای هوافضا افزایش میدهد، زیرا تضمین میکند که تجهیزات داخل هواپیما و همچنین ساختار، در برابر عملیاتهای کنترلشده پرواز که ممکن است مضر باشند، مانند برخورد با پرندگان یا زبالهها محافظت میشوند.
- مقاومت در برابر خستگی افزایش یافته: مواد کامپوزیتی فیبری استحکام و پاسخ بهتر به کرنش را به تمام بارهای ساختاری روی قطعات در طول سرویس در صنعت هوانوردی تضمین می کنند. مواد کامپوزیتی در مقایسه با الاستومرهای پلیمری میزان خزش و آرامش بسیار پایینی را نشان می دهند. این آرامش کم با استحکام فشاری و کششی بسیار بالا به کامپوزیتهای ترموپلاستیک اجازه میدهد تا در مقاومت در برابر خستگی از پلیمرهای عمومی بهتر عمل کنند و در عین حال یکپارچگی ساختاری خود را حفظ کنند.
- تحمل آسیب برتر: تحمل آسیب و ساخت کامپوزیت های ترموپلاستیک هر دو عالی هستند و بنابراین می توانند استرس را مهار کرده و از بین ببرند. در نتیجه احتمال شکست های فاجعه بار کاهش می یابد. که به نوبه خود امنیت مواد و اجزای هواپیما را به طور کلی افزایش می دهد.
- پایداری دما: با توجه به استفاده از هوافضا، اغلب نوسانات دمایی بسیار بالا وجود دارد. کامپوزیت های ترموپلاستیک پایداری بی نظیری را در محدوده دمایی گسترده ای ارائه می دهند به طوری که ساختار و عملکرد در چنین شرایطی به خطر نیفتد.
- مقاومت شیمیایی: کامپوزیت های ترموپلاستیک و قطعات آن می توانند در برابر انواع مواد شیمیایی خشن مانند سوخت، روغن، سیالات هیدرولیک و غیره مقاومت کنند که این عامل باعث افزایش طول عمر و قابلیت اطمینان قطعات مورد نظر می شود.
به لطف بهبود فرآیندهای تولید کامپوزیت ترموپلاستیک، همه مهندسان و طراحان میتوانند از این پیشرفتها در خواص مکانیکی استفاده کنند و هوافضا را حتی نوآورانهتر و پویاتر کنند و به سطوح بالاتری از عملکرد و قابلیت اطمینان دست یابند.
مطالعه موردی: استفاده Collins Aerospace از کامپوزیت های ترموپلاستیک
در سال 2013 بود که کالینز ایروسپیس توانست اولین کامپوزیت گرمانرم را تولید کند و چند سال بعد، این برند توانست اهداف خود را از طریق تحقیق و توسعه مستمر گسترش دهد که باعث پیشرفت شده است. علاوه بر بحث در مورد Colins Aerospace، آنها گام های موفقیت آمیزی را از طریق عملکرد درخشان، دوام و قابلیت اطمینان قطعات مختلف برداشته اند و در واقع به دلیل تعهدات خود بازار را ترک کرده اند.
از سال 2013، زمانی که Collins Aerospace تصمیم گرفت یک ماده کامپوزیتی جدید بسازد که نه تنها وزن سبکی داشت، بلکه از مقاومت بالایی در برابر ضربه نیز برخوردار بود، آنها تبدیل به تغییر دهنده بازی در فضا، بهره وری سوخت، دوام و هزینه استفاده از کامپوزیت ها همه به صورت تصاعدی کاهش یافتند. این همچنین به این معنی بود که آنها وارد بازاری از فرصتهای بیپایان شدند و کامپوزیتهای ترموپاستیک آینده بودند.
کالینز توانسته است نحوه عملکرد کل تجهیزات هوافضا را تغییر دهد، به طوری که آنها قادر به بهبود عملکرد مورد نیاز هستند و همچنین پایداری را فراموش نکردند. که یکی از برجستهترین ویژگیهای کالینز بود، ترموپلاستیکها مواد قابل بازیافتی بودند که به آنها اجازه میداد کارآمدتر کار کنند، کالینز همچنین توانسته ملاحظات پایان عمر را هموار کند و همچنین مدیریت جدید زبالههای هوافضا را بهبود بخشد.
با معرفی تویوبو، شرکت هوافضای کالینز توانست برنامههای خود را به سرعت دنبال کند و بیشتر به سمت بازار عرضه شود، هر دو برند توانستند پویایی بازار کامپوزیتها را تغییر دهند. کالینز توانسته است خواسته های عملکرد، قابلیت اطمینان و پایداری را برآورده کند، که چشم انداز آنها را بیشتر به سمت عادی شدن در بازار هوافضا گسترش داده است.
آخرین پیشرفت ها در تولید کامپوزیت ترموپلاستیک چیست؟
تکنیک های تقویت مداوم الیاف
در چند سال اخیر شاهد پیشرفتهای فناوری عمده در روشهای تقویت الیاف پیوسته مانند تولید کامپوزیت ترموپلاستیک بودهایم. این فرآیندها به طور مداوم الیاف کربن یا شیشه با استحکام بالا را در یک ماتریس ترموپلاستیک ترکیب می کنند. استفاده از فرمولاسیون رزین های ترموپلاستیک مایع باعث می شود که مواد کامپوزیتی حاصل از خواص مکانیکی برتر مانند افزایش استحکام، سفتی و مقاومت در برابر ضربه برخوردار شوند. این روش ها عملکرد بیشتری را از نظر قرار دادن الیاف دقیق به دست می آورند و در نتیجه امکان رسوب آرماتورها در مکان های خاص سازه را فراهم می کنند تا وزن و هزینه مواد کاهش یابد. قطعات کامپوزیت گرمانرم تقویت شده با الیاف پیوسته را می توان با برآوردن الزامات عملکرد چالش برانگیز با افزایش کاهش وزن و کارایی تولید کرد.
نوآوری در پیش آغشته به ترموپلاستیک
توسعه پیشآهنگهای گرمانرم جدید، تولید مواد کامپوزیتی را متحول کرده است. پیش آغشته های ترموپلاستیک از یک رزین ترموپلاستیک اشباع شده در الیاف تقویت کننده سود می برند زیرا مزایای زیادی از نظر فرآیند پذیری، عملکرد و پایداری دارند.
از جمله گام های قابل توجه در خواص ترموپلاستیک، پیشرفت در فناوری قرار دادن الیاف است. این فناوریها امکان قرارگیری دقیق الیاف را فراهم میآورند و بنابراین سازندگان را قادر میسازد تا با قرار دادن آرماتورها دقیقاً در جایی که مورد نیاز هستند، عملکرد ساختاری را بهبود بخشند. این بهینه سازی به حداقل رساندن وزن و استفاده از مواد باعث ایجاد کامپوزیت های سبک بسیار قوی می شود. علاوه بر این، عملکرد پیش آغشتهکنندههای گرمانرم با تقویت الیاف پیوسته افزایش مییابد و در نتیجه امکان کارایی بالاتری را به همراه دارد.
همچنین، ترکیب پیشآبسازهای ترموپلاستیک پیشرفته به پیشرفت زمانهای چرخه کوتاهتر در فرآیندهای تولید کمک کرده است. توانایی به سرعت فرآیند این مواد باعث بهبود تولید و بهره وری می شود سطوح.
برای نتیجه گیری، برجستگی در پیش آغشته های ترموپلاستیک، مواد کامپوزیت را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. چنین پیشرفتهایی به تولیدکنندگان کمک میکند تا قطعات با کارایی بالا و سبکوزن را اقتصادیتر کنند. حوزه آینده توسعه پیشآبسازهای گرمانرم در این بخش احتمالاً اهداف بیشتری را در مورد شیوههای پایدار و قابلیت بازیافت دنبال میکند، که بر تغییر شکل گستردهتر تمرکز دارد.
کاهش زمان چرخه در فرآیندهای تولید
کامپوزیت های ترموپلاستیک بیشترین مزیت خود را مدیون کاهش زمان چرخه در فرآیندهای تولید هستند. زمان پردازش پیوند ترموپلاستیک نسبتاً کمتر است، با توجه به اینکه می توان آن را چندین بار گرم کرد و تغییر شکل داد در حالی که فقط در مقیاس کوچک کاهش می یابد. این ویژگی استفاده از فرآیندهای تولید بهتر و سریعتر را امکانپذیر میسازد، کل مدت زمانی را که باید برای تسهیل تولید صرف شود را کاهش میدهد و تولید را افزایش میدهد که همگی کاملاً سودمند هستند. استفاده از کامپوزیت های ترموپلاستیک به تولیدکنندگان در بهبود توان عملیاتی و مهلت های تولید سخت گیرانه بدون به خطر انداختن کیفیت و عملکرد اجزای کامپوزیت نهایی کمک می کند. چنین بهبودی در بهره وری عملیات به نفع هزینه است، اما همچنین رقابت جهانی اقتصادها را با استفاده از کامپوزیت های ترموپلاستیک افزایش می دهد.
چگونه کامپوزیت های ترموپلاستیک به پایداری و تلاش های بازیافت کمک می کنند؟
مزایای بازیافت نسبت به کامپوزیت های گرماسخت
یکی از مزایای اصلی ترموپلاستیک ها نسبت به گرمانرم ها این است که ترموپلاستیک ها قابل پردازش مجدد هستند. این بدان معنی است که کامپوزیت های ترموپلاستیک را می توان دوباره ذوب و قالب بندی کرد، در حالی که کامپوزیت های ترموست نمی توانند زیرا پس از پخت برای همیشه از نظر شیمیایی تغییر می کنند. این کیفیت به این معنی است که قطعات کامپوزیت ترموپلاستیک قابل بازیافت هستند که به کاهش میزان زباله تولید شده و تأثیر آن بر محیط زیست کمک می کند. در طی این فرآیند، کمپلکس رزین تشکیلدهنده مواد کامپوزیتی برای جداسازی الیاف و زمینه ذوب میشود و متعاقباً برای تولید اجزای کامپوزیت یا ترموپلاستیک جدید پردازش میشود. چنین خرد کردن پایان عمر نه تنها ابتکارات پایداری را تکمیل می کند، بلکه عملاً کارایی اقتصادی و منابع را در طول چرخه عمر کامپوزیت ها حس می کند.
فرآیندهای تولید کارآمد انرژی
استفاده از کامپوزیت های ترموپلاستیک با فرآیندهای تولید با انرژی کارآمد افزایش می یابد. این فرآیندها به دنبال کاهش میزان انرژی مصرف شده و اثرات زیست محیطی در طول تولید هستند. تولیدکنندگان میتوانند با بهبود چیدمان خودکار، قالبگیری فشرده، گرمایش مناسب و سایر تکنیکهای تولید، کارایی انرژی را بدون به خطر انداختن کیفیت و عملکرد قطعات کامپوزیت ترموپلاستیک، به حداکثر برسانند. کارکردن به شیوه ای کارآمد از نظر انرژی نه تنها امکان تولید سازگار با محیط زیست را فراهم می کند، بلکه منجر به صرفه جویی طولانی مدت و بهره وری در منابع مورد استفاده می شود.
ملاحظات پایان عمر قطعات کامپوزیت گرمانرم
کامپوزیت های ترموپلاستیک به دلیل ویژگی های نگهداری، بازیافت و استفاده مجدد، در مقیاس پایداری در مقایسه با سایر مواد به ویژه فلزات رتبه نسبتاً بالاتری دارند. با توجه به کاربردهای ساختاری عظیم این کامپوزیت ها، پیاده سازی فناوری های عمر پس از سرویس به منظور به حداقل رساندن وابستگی به منابع اولیه بسیار مهم است. فرآیندهای بازیافت و زیرساخت مناسب برای دستیابی به استفاده موثر از کامپوزیت های ترموپلاستیک در مرحله پس از سرویس حیاتی هستند. با اقدامات مناسب، صنایع می توانند چارچوبی سازگار با محیط زیست داشته باشند که با اصول اقتصاد دایره ای نیز سازگار باشد.
چالش های پذیرش کامپوزیت های ترموپلاستیک برای صنایع مختلف چیست؟
غلبه بر ادراکات سنتی و مقاومت در برابر تغییر
با این حال، برای تغییر به کامپوزیتهای ترموپلاستیک در بخشهای مختلف، بزرگترین چالش غلبه بر ادراکات مجموعهای از مواد و اینکه چگونه باید دستخوش تغییر شویم، است. بسیاری از بخش ها برای مدت طولانی از فلزات و کامپوزیت های گرماسخت استفاده می کنند که به راحتی برای آنها شناخته شده است. این منجر به نگرانی نسبت به پذیرش کامپوزیت های ترموپلاستیک به دلیل نگرانی در مورد نحوه عملکرد مواد یا حتی گاهی اوقات پذیرش آنها در آن صنعت خاص شده است.
برای مقابله با چنین برداشتها و مقاومتهایی، باید به مشتریان بالقوه در مورد مزایا و مزایای اقتصادی که کامپوزیتهای ترموپلاستیک میتوانند ارائه دهند، آموزش داد. به عنوان مثال، تأکید بر نسبت استحکام به وزن قابل توجه آنها، مقاومت قابل توجه در برابر خوردگی و تطبیق پذیری طراحی، قطعاً تعلیق نگرانی مواد را کاهش می دهد. همچنین، تاریخچه مورد موفق و گزارش های کاربردی در چندین صنعت، کامپوزیت های ترموپلاستیک را به عنوان مواد قابل اعتماد و موثر تقویت می کند.
یک عنصر مهم برای غلبه بر مقاومت در برابر تغییر، شروع برنامه های آموزشی و آگاهی بخشی است. اجرای برنامه های آموزشی برای توسعه شایستگی ها و قابلیت های خاص در کامپوزیت های ترموپلاستیک بسیار مهم است. این امر شامل حصول اطمینان از این است که صنایع دارای مهارت های لازم برای فرآیندهای ساخت، طراحی و تضمین کیفیت کامپوزیت های ترموپلاستیک هستند. این آگاهی و درک بیشتر از شایستگی ها و جزئیات فنی این مواد ممکن است به صنایع در کنار گذاشتن دیدگاه های مرسوم و پذیرش چشم اندازهای کامپوزیت های ترموپلاستیک در کاربردهای مورد نظرشان کمک کند.
رسیدگی به نگرانی های هزینه در اجرا
در بسیاری از صنایع، پذیرش کامپوزیت های ترموپلاستیک به دلیل هزینه حمل و نقل بالای آنها قابل مقاومت است. اما یک چیزی که واضح است این است که این مواد وقتی از دریچه هزینه کل مالکیت مورد بررسی قرار میگیرند، محرکهای بازده اقتصادی بالایی دارند. عوامل دیگری مانند هزینههای مواد، راندمان ساخت، هزینههای نگهداری و تعمیر به وضوح مزایای هزینهای مرتبط با استفاده از کامپوزیتهای ترموپلاستیک را نشان میدهند. پس در این زمینه به برخی از این موارد توجه کنید.
- هزینه مواد: کامپوزیتهای ترموپلاستیک مطمئناً مواد گرانتری برای ساخت قطعات نسبت به فلزات و کامپوزیتهای گرماسخت هستند. با این حال، ارزیابی مزایای تولیدی که کامپوزیت های گفته شده در ازای آن می توانند ارائه دهند، مهم است. کاملاً ممکن است که افزایش اولیه هزینه با افزایش چشمگیر نسبت مقاومت به وزن جبران شود که ممکن است منجر به کاهش نیاز به مواد شود.
- راندمان ساخت: کامپوزیت های ترموپلاستیک پتانسیل تغییرات کمتری را در طول زنجیره ارزش نسبت به سایر مواد نشان می دهند. این امر با زمانهای پردازش کوتاه و زمانهای پخت ترموپلاستیکها و ظرفیت خودکارسازی فرآیند ممکن میشود. این باید به کاهش هزینه های نیروی کار و تولید بیشتر به ازای هر نیروی کار ترجمه شود. این کارایی به یک منبع اصلی کاهش هزینه تبدیل میشود، بهویژه در مجموعههای تولیدی با حجم بالا.
- نگهداری و تعمیر: دوام یکی از ویژگی های مورد توجه کامپوزیت های ترموپلاستیک است و همچنین مقاومت فوق العاده ای در برابر عوامل محیطی از خود نشان داده است که نیاز به نگهداری و تعمیرات مکرر را تا حد زیادی کاهش می دهد. این در واقع پتانسیل بهبود نرخ تولید را با کاهش زمانهای خرابی، کاهش هزینههای تعمیرات و استراتژیهای نگهداری بهتر دارد.
- بازیافت و یا پایداری: کامپوزیت های ترموست سازگارتر با محیط زیست خواهند بود. پلیمرهای ترموپلاستیک می توانند کامپوزیت های ترموپلاستیک را بازیافت کنند، بنابراین نسل کنونی از مواد کامپوزیت گرمانرم استفاده اقتصادی می کنند زیرا دوام بالایی دارند. این جنبه از پایداری میتواند با کاهش هزینههای دفع زباله و ارتقای فرآیندهای تولید سازگار با محیطزیست، مزیتهای هزینه اضافی را به همراه داشته باشد.
آنها موظفند این جنبه ها را در نظر بگیرند و تجزیه و تحلیل هزینه-فایده صرفه جویی در مقیاس را انجام دهند که از طریق اتخاذ سیستم های پیش میخ ترموپلاستیک تقویت شده با شیشه ایجاد می شود. برای درک اینکه آیا این مواد در درازمدت واقعاً از نظر اقتصادی مفید هستند یا خیر، ضروری است که به پارامترهای استفاده نهایی و سایر پارامترهای واجد شرایط توجه شود.
توسعه مهارت ها و دانش تخصصی برای کار با کامپوزیت های ترموپلاستیک
برای استفاده از کامپوزیت های ترموپلاستیک، متخصصان باید به طور خاص آموزش ببینند و ماهیت و خواص آنها را در نظر بگیرند. تنها زمانی که ویژگیهای کامپوزیتهای ترموپلاستیک تسلط یافت میشود، میتوان استفاده از آنها را بهطور مؤثری قبل از آن تعیین کرد. برخی از جنبه های مهمی که فرد در زمینه تبدیل شدن به یک متخصص در استفاده از کامپوزیت های ترموپلاستیک کار می کند در زیر آورده شده است:
- مواد و ساختمان: مواد مورد استفاده برای تشکیل و ساخت کامپوزیت های ترموپلاستیک را بشناسید. این شامل طیف وسیعی از مواد علمی پلیمری، از جمله مواد تقویتکننده، ماتریسهای رزین و برهمکنشهای آنها، و همچنین تأثیر روشهای پردازش بر محصول نهایی است.
- تکنیک های ساخت: با تکنیک های مختلف تولیدی که در ایجاد کامپوزیت های ترموپلاستیک دخیل هستند آشنا شوید. این شامل فرآیندهای قالبگیری فشرده، قالبگیری تزریقی، قرار دادن خودکار فیبر و چسباندن نوار میشود. دانش در مورد این تکنیک ها به متخصصان این امکان را می دهد که تولید و کیفیت محصول را بهبود بخشند.
- طراحی و تجزیه و تحلیل برای تقویت شایستگی های لازم برای طراحی و تجزیه و تحلیل پیکربندی های کامپوزیت پلاستیک ترموست پیشرفته، همکاری کنید. این بدان معناست که فرد باید از خواص مکانیکی و استحکام مواد و همچنین عوامل دیگری مانند الیاف ملاقه، ماتریس و هندسه که بر عملکرد تأثیر میگذارند، آگاهی داشته باشد. درگیر کردن ابزارها و روش های شبیه سازی مناسب برای پیش بینی و افزایش عملکرد قطعات کامپوزیت گرمانرم در سازه ها.
- کنترل و آزمایش کیفیت: شیوه های کنترل کیفیت مرتبط و تکنیک های آزمایش مربوط به کامپوزیت های ترموپلاستیک را درک کنید. این تحقیقات تحصیلات تکمیلی شامل بازرسی های اولتراسونیک یا ترموگرافی و همچنین روش های آزمایش قلم برای درک خواص مواد و سازه ها است.
- ملاحظات زیست محیطی و ایمنی: با قوانین مختلف محیطی و جنبه های امنیتی مربوط به کامپوزیت های ترموپلاستیک آشنا شوید. چنین موادی ممکن است نیاز به روشهای خاص استفاده، قفسهبندی و ریختن داشته باشند که برای کمک به دستیابی به اهداف و رسیدن به ایدهآلهای نسبتاً خوب باید به دقت دنبال شوند.
در نتیجه یادگیری و توسعه در این حوزه ها، متخصصان قادر خواهند بود با پیچیده ترین مشکلات در این زمینه کنار بیایند و فرصت کار با کامپوزیت های ترموپلاستیک را که یکی از انقلابی ترین مواد در این زمینه هستند، به دست آورند.
چگونه کامپوزیت های ترموپلاستیک با کامپوزیت های فلزی و ترموست مقایسه می شوند؟
مقایسه عملکرد از نظر استحکام و دوام
در نهایت، مقایسه مواد کامپوزیت ترموپلاستیک با مواد جایگزین باید از نظر استحکام و طول عمر باشد. از منظر این ویژگی ها، کامپوزیت های ترموپلاستیک مطمئناً دارای مزایایی هستند که استفاده کلی از آنها را توجیه می کند.
خواص مکانیکی کامپوزیت هایی که به صورت حرارتی پلاستیک می شوند عبارتند از استحکام کششی، سختی، استحکام و مقاومت ضربه ای که در رتبه های بالایی قرار دارند. معیارهای بارگذاری عالی و مقاومت برشی آنها را برای کارهای سازه ای سخت مناسب می کند. همچنین، کامپوزیت های ترموپلاستیک مقاومت خوبی در برابر خستگی دارند و اجازه اعمال بارهای مکرر را بدون کاهش عملکرد قابل توجه در طول زمان می دهند.
کامپوزیت های ترموپلاستیک قطعا از این جنبه برتر هستند. گفته می شود که آنها کاملاً عناصر ضد رطوبت، شیمیایی و اشعه UV هستند. با توجه به این استحکام داخلی، آنها برای شرایط بسیار سخت، از جمله عملیات های دریایی، هوافضا و خودرو، به ویژه با کمک کربن و ترموپلاستیک تقویت شده با شیشه، ایده آل هستند. جدای از این، کامپوزیت های ترموپلاستیک دارای مقاومت خزشی زیادی هستند، که در آن مواد تمایل به تغییر شکل آهسته در مدت زمان طولانی دارند و این به کامپوزیت های پلیمری کمک می کند تا عملکرد بهتری در حفظ حرارت داشته باشند.
به طور خلاصه، می توان گفت که کامپوزیت های ترموپلاستیک سخت تر، قوی تر و دوام بهتری نسبت به هر جایگزین فلزی یا کامپوزیت ترموست دارند. این به این دلیل است که آنها دارای خواص مکانیکی قوی، مقاوم در برابر خستگی و بسیار بادوام هستند، که آنها را برای استفاده در کاربردهای مختلف که عملکرد برای مدت طولانی حیاتی است مناسب می کند.
تجزیه و تحلیل اثربخشی هزینه در چرخه عمر محصول
کامپوزیت های مقاوم در برابر دما در مقایسه با پلاستیک های ترموست و کامپوزیت های فلزی صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های جایگزینی دارند. با وجود هزینه اولیه برتر، هزینههای چرخه عمر پایینتر است و در نتیجه رویکردی با کامپوزیتهای گرمانرم را برای انتخاب مواد تشویق میکند. چنین افزایشی در LCC، در ساختارهای ترموپلاستیک، بیش از آن هزینه افزایش یافته را جبران می کند و پذیرش گسترده تری را ممکن می سازد.
قطعات تولید شده از کامپوزیت های ترموپلاستیک به دلیل استحکام و دوام بیشتر با نرخ تعمیر و تعویض کمتر مشخص می شوند. مواد کامپوزیت پیشرفته ساخته شده از ترموپلاستیک کمتر مستعد رطوبت، مواد شیمیایی و اشعه ماوراء بنفش هستند و بنابراین در آزمون زمان مقاومت می کنند. با چنین طول عمری، مزایای اقتصادی افزایش مونتاژ، جلوگیری از تعمیرات و به حداقل رساندن زمان انتظار به همراه خواهد بود.
با این حال، زمان از دست رفته در انتظار روشهای سنتی ممکن است از طریق روشهای ساخت قطعات، بهویژه برای مواد سبکوزن پیشرفته ترموپلاستیک Cetex® جبران شود. قطعات را به هم ببوسید و به جای اتلاف ساعت کار، از طریق قالبگیری شکلهای نرمی ایجاد کنید، و زمان صرفهجویی شده میتواند تفاوت بزرگی در تولید قطعات با حجم بالا ایجاد کند. در نتیجه، مقاومت در برابر خستگی و یکپارچگی ساختاری به دلیل کاهش زمان انتظار، تنها به عمر طولانیتر و هزینه کمتر میافزاید.
با نگاهی به این عوامل با هم - هزینه مواد کامپوزیت و ساخت مصالح ساختمانی، مواد تخمینی عمر مفید و هزینه های تعمیر و نگهداری - و در نهایت، با در نظر گرفتن تحلیل هزینه-فایده، انتخاب تولید آینده برای کامپوزیت های ترموپلاستیک ایده آل به نظر می رسد.
انعطاف پذیری و امکانات طراحی با کامپوزیت های ترموپلاستیک
پیشرفتهای فنآوری، امکانات ادغام چند مادهای کامپوزیتهای ترموپلاستیک را به حدی رسانده که قبلاً در صنایع دیگر دیده نشده بود. خواص منحصر به فرد مواد آنها به آنها اجازه می دهد تا انواع اشکال و ترتیبات هندسی تولید کنند که در غیر این صورت ساخت با سایر مواد مهندسی مشکل ساز خواهد بود یا به سادگی از شرایط تولید آنها فراتر می رود. ظرفیت قالبگیری کامپوزیتهای ترموپلاستیک به معنای آزادی کامل طراحی از دیدگاه مهندسان یا طراحان است. کامپوزیت های ترموپلاستیک ذاتاً مواد انعطاف پذیری هستند و به لطف این ویژگی، سازندگان می توانند درج های سبک اما قوی بسازند که عملکردهای مورد نیاز را انجام دهند. به عنوان مثال، در کاربردهای هوافضا، سطح آیرودینامیکی بهینه جستجو می شود، در حالی که در مورد خودروها، تأکید بر اشکال ساختاری است که کامپوزیت های ترموپلاستیک قادر به ارائه آن هستند.
پرسش های متداول (پرسش و پاسخ)
س: کامپوزیت های ترموپلاستیک چیست و چه تفاوتی با کامپوزیت های ترموست دارند؟
پاسخ: کامپوزیت های ترموپلاستیک مواد پیشرفته ای هستند که از رزین های ترموپلاستیک تقویت شده ساخته شده اند. این ماده با کامپوزیت های ترموست به گونه ای متفاوت است که مواد ترموپلاستیک را می توان قالب گیری و تغییر شکل داد. کامپوزیت های ترموپلاستیک را می توان بازیافت کرد و باعث می شود دوام بیشتری داشته باشند و تعمیر آنها آسان تر شود. آنها چقرمگی بیشتر، زمان چرخه کوتاهتر و گزینه جوشکاری دارند که در اکثر مواد ترموپلاستیک و ترموست وجود ندارد.
س: مزایای استفاده از فیبر کربن در کامپوزیت های ترموپلاستیک چیست؟
پاسخ: قابل توجه ترین ویژگی های کامپوزیت های ترموپلاستیک تقویت شده با فیبر کربن، نسبت استحکام به وزن، سفتی و مقاومت در برابر خستگی است. چنین ویژگیهایی این کامپوزیتها را برای تولید اجزای سبک وزن در صنایع هوافضا، خودروسازی و سایر صنایع مناسب میسازد، جایی که توجه اولیه به حداقل رساندن جرم است. در مقایسه با الیاف شیشه، فیبر کربن نیز خواص حرارتی و الکتریکی بهتری دارد.
س: کامپوزیت های ترموپلاستیک چگونه به توسعه مواد سبک کمک می کنند؟
پاسخ: کامپوزیت های ترموپلاستیک در خط مقدم مواد سبک وزن در حال ظهور هستند، زیرا قادر به جایگزینی فلزات و سایر مواد سنگین هستند که شانس کاهش وزن را در کاربردها و صنایع متعدد افزایش می دهد. استحکام چشمگیر آنها همراه با چگالی امکان جایگزینی قطعات فلزی متراکم را در مونتاژ می داد و وزن چندین ساختار را کاهش می داد: هواپیما، اتومبیل و تجهیزات ورزشی. چنین کاهش وزن به صرفه جویی در مصرف سوخت و مقرون به صرفه بودن ترجمه می شود.
س: پیشرفت های جدید گرمانرم در چشم انداز مواد کامپوزیتی چیست؟
پاسخ: مانند همه زمینهها، برخی از مهمترین پیشرفتهایی که اخیراً ترموپلاستیکها را پوشش میدهند شامل تکنیکهای پردازش جدیدتر، توسعه رزینها و سیستمهای جدید ترموپلاستیک، و حوزههای کاربردی جدید در صنایع هوافضا و خودروسازی است. به عنوان مثال، Collins Aerospace با طراحی، انقلاب گرمانرم را رهبری می کند راه حل های نوآورانه کامپوزیت ترموپلاستیک برای سازه های هواپیما همچنین، تلاشهایی برای استفاده از کامپوزیتهای ترموپلاستیک برای کاربرد در ساخت افزودنی و چاپ سهبعدی در حال انجام است.
س: چرا پلیمرهای ترموپلاستیک در تغییر یا افزایش خواص مواد کامپوزیت بسیار مفید هستند؟
A: پلیمرهای ترموپلاستیک که به عنوان ماتریس مواد کامپوزیتی عمل می کنند، دارای مزایایی هستند. آنها بیشتر ضربه پذیر هستند و از نظر شیمیایی مقاوم تر هستند و می توان آنها را تغییر شکل داد یا جوش داد. علاوه بر این، آنها نیازی به رزین های ترموست ندارند، که منجر به زمان پردازش طولانی تر می شود و بازیافت را دشوار می کند. این مجموعه از ویژگی ها به طور بالقوه منجر به توسعه مواد کامپوزیتی قوی تر و با کیفیت تر می شود که می تواند در طیف وسیع تری از حوزه ها استفاده شود.
س: مفاهیمی که در پس نگرانی های زیست محیطی وجود دارد که VUT به کامپوزیت های ترموپلاستیک پرداخته است؟
پاسخ: من می خواهم یک پاسخ را پیشنهاد کنم: قابلیت جایگزینی مواد استفاده شده می تواند یک مثال واحد از ساختارهای مرکب ترموپلاستیک باشد. از آنجایی که میتوان آنها را ذوب و تغییر شکل داد، که استفاده مجدد از آنها را آسانتر میکند، ضایعات به میزان قابل توجهی کاهش مییابد، که به طور قابل توجهی به تلاشهای صنایع منفرد برای به حداقل رساندن استفاده از مواد کامپوزیت کمک میکند.
س: کامپوزیت های الیافی با ماتریس های ترموپلاستیک در مقایسه با مواد استاندارد و حتی سایر مواد پیشرفته چگونه عمل می کنند؟
پاسخ: کامپوزیت های فیبر متشکل از ماتریس های ترموپلاستیک دارای برخی ویژگی های منحصر به فرد نسبت به لیگاندهای کامپوزیت فلزی و ترموست هستند که می تواند شامل افزایش نسبت استحکام به وزن، عملکرد مقاومت در برابر ضربه و عملکرد مقاومت در برابر خستگی باشد. علاوه بر این، قالبگیری تزریقی همچنین امکان استفاده از کامپوزیتهای ترموپلاستیک را افزایش میدهد، زیرا تولید سریع و دقیق را با توانایی جوش دادن درزهای مستحکم و امکان بازیافت بالا با کاهش هزینه کامپوزیتهای ترموپلاستیک امکانپذیر میسازد. برای طیف وسیع تری از کاربردها در صنایع هوافضا و خودرو و سایر موارد ارزشمند است.
س: چند چالش در تولید کامپوزیت ترموپلاستیک چیست؟
پاسخ: در حالی که تولید کامپوزیت ترموپلاستیک دارای مزایای زیادی است، برخی از چالش ها باقی می مانند. از جمله این موارد می توان به دمای بالا در پردازش اشاره کرد که در مقایسه با رزین های ترموست به امکانات ویژه ای نیاز دارد. علاوه بر این، مرطوب کردن و آغشته کردن دقیق الیاف با رزین های ترموپلاستیک با ویسکوزیته بالا می تواند نسبتاً دشوار باشد. با این حال، با پیشرفت تکنولوژی، تعدادی از این مسائل با روش های پردازش مبتکرانه و استفاده از مواد جدید حل می شود.
س: کامپوزیت های ترموپلاستیک چگونه در کاربردهای هوافضا استفاده می شوند؟
پاسخ: کامپوزیت های ترموپلاستیک بیشتر برای ساخت هواپیما استفاده می شود و هدف آن کاهش وزن هواپیما و افزایش بهره وری سوخت است. آنها در مناطقی مانند پانل های بدنه، اجزای بال و سایر قطعات داخلی استفاده می شوند. به عنوان مثال، Collins Aerospace از کامپوزیتهای ترموپلاستیک برای ساخت راهحلهای ساختاری پیشرفتهای استفاده میکند که نرخ تولید و مقاومت در برابر ضربه را افزایش میدهد، که میتواند در حین مونتاژ جوش داده یا تغییر شکل دهد.
س: برخی از روندهای در حال ظهور در مورد مواد کامپوزیت ترموپلاستیک چیست؟
پاسخ: در سالهای اخیر توجه بیشتری به مزایای ترموپلاستیکهای پلیمری شده است و سازههای زیادی با استفاده از مواد کامپوزیتی زمینه ترموپلاستیک پلیمری ساخته شدهاند. چنین سازه هایی شامل سازه های سختی، سازه های اولیه و سازه هایی با ضربه و مقاومت حرارتی افزایش یافته است. یک روند بسیار امیدوارکننده در این زمینه شامل مواد هیبریدی است که کامپوزیت های ترموپلاستیک پلیمری ذکر شده در بالا را با انواع دیگر مواد ترکیب می کنند. با توجه به خواص کامپوزیتهای ترموپلاستیک پلیمری که با خانوادههای دیگر مواد کامپوزیت ترکیب شدهاند، عملکرد و در دسترس بودن آنها به طور یکپارچه بهبود مییابد.
منابع مرجع
1. بررسی پیوند همجوشی کامپوزیت های ترموپلاستیک تقویت شده با پارچه کربنی و ورق های نانولوله کربنی چند جداره به عنوان عنصر گرمایش
- نویسنده: دونگ یانگ کائو
- منتشر شده در: مجله بین المللی فناوری ساخت پیشرفته
- تاریخ انتشار: 31 اوت 2023
- خلاصه: این کار تحقیقاتی به دنبال کشف فرآیندهای تشکیل پیوند کامپوزیت های ترموپلاستیک با استفاده از یک عنصر حرارتی پارچه کربنی است که با استفاده از ورق های نانولوله کربنی چند جداره تقویت شده است. این کار تحقیقاتی نشان میدهد که امکان دور زدن چالشهای پیشرو در اتصال و پیوند کامپوزیتهای ترموپلاستیک از منظر بهبود ویژگیهای بازیافت و پردازش این مواد وجود دارد. نتایج تحقیق همچنین نشان داده است که روش پیشنهادی عملکرد و کیفیت المنت گرمایشی را افزایش داده که کارایی فرآیند اتصال را بیشتر بهبود میبخشد. این باعث شد این روش برای عملیات تولید ترموپلاستیک موثر باشد.کائو، 2023، صفحات 4443-4453).
2. بررسی تکنیک های مهندسی سطحی به کار رفته در کامپوزیت های ترموپلاستیک
- نویسندگان: کیلاشبالان پریاسامی، ای. کنداره، ر. داس، م. دارویی، ع. خطیبی
- منتشر شده در: پلیمرها
- تاریخ انتشار: 1 ژانویه 2023
- خلاصه: این مقاله تلاش میکند تا روشهای مهندسی سطحی را که با هدف دستیابی به عملکرد بهتر کامپوزیتهای ترموپلاستیک استفاده میشوند، ارزیابی کند. این مقاله همچنین به مشکلات ناشی از پیوندهای سطحی ضعیف بین تقویتکنندههای الیاف و ماتریسهای ترموپلاستیک میپردازد که ممکن است باعث شکست ماکرو شود. ادغام نانوذرات، اچ پلاسما، و اچ شیمیایی برای چگونگی پیوند بین فیبر/ماتریس مورد بررسی قرار میگیرند. خواص مکانیکی با کارایی بالا کامپوزیت های ترموپلاستیک را بررسی می کند و مسیرهای تحقیقاتی احتمالی آینده را پیشنهاد می کند.پریاسامی و همکاران، 2023).
3. رویکردهای جدید به الیاف کناف / پوشش های ترموپلاستیک مهندسی به عنوان راه حلی نوظهور برای افزایش خواص مکانیکی و حرارتی نخبگان: بررسی
- نویسنده: MM Owen; EO Achukwu; AZ روملی; ح.مد آکیل
- منتشر شده در: رابط های ترکیبی
- تاریخ انتشار: 20 فوریه 23
- خلاصه: این کار به بررسی کاربرد الیاف کناف به عنوان مواد تقویت کننده در کامپوزیت های ترموپلاستیک مهندسی می پردازد. همچنین روش های پوشش دهی جدیدی را توضیح می دهد که ویژگی های مکانیکی و حرارتی کامپوزیت ها را بهبود می بخشد. این مقاله مشکلات الیاف طبیعی شرح داده شده در بخش اول، از جمله جذب رطوبت و پایداری حرارتی را تجزیه و تحلیل میکند و چندین رشته از رویکردهای شیمیایی را برای بهبود خواص مانع رابطها بیان میکند. نویسندگان همچنین اشاره می کنند که کاربردهای پوشش تا حد زیادی عملکرد مواد کامپوزیتی ساخته شده از الیاف کناف را بهبود می بخشد و برای استفاده در محیط های با دمای بالا امیدوار کننده است. (Owen et al., 2023, pp. 849-875).
