huenfrderues
 KalitaKft.
Poliészter és epoxi műgyanták, szilikon gumi és poliruetán anyagok
×
 x 

A kosár üres
A kosár üres

Cikkek

A laminálás technológiája

 

 

Laminálás (Kézi felrakásos, és szórásos eljárás)

Laminálás: Valamilyen műgyanta és erősítő, ill. vázanyag egymásra rétegelése. Mivel nem igényel speciális felszerelést, gépet, eszközt, ezért a legnépszerűbb a kézi felhordásos laminálás, ahol

a vázanyag (pl.: üvegpaplan) sablonba helyezése után a gyantával történő átitatása is kézzel, ecset, henger segítségével történik.

laminálás rajz


Az erősítő rétegek kézzel történő egymásra illesztésével (hand-lay-up, lamination) építették fel mintegy hetven éve az első modern polimer kompozit termékeket sorozatgyártásban: így készültek, pl. a szövetségesek partraszállásakor felhasznált üvegszálas poliészter hajók. Az egyszemélyes sporthajóktól a családi yachton át az aknaszedő cirkálókig – amelyeket fémmentes szerkezetük érzéketlenné tesz a tengeri aknákkal szemben – ma is a hajóipar a kompozitok egyik legnagyobb felhasználója.

kézi laminálás

A kézi laminálás alapelve

A kézi laminálás alapelvét a fenti ábra mutatja. A fémből, fából, vagy akár gipszből készült szerszámra (sablonra, formára) egymás után visszük fel a különféle szálerősítő rétegeket, és a megfelelő viszkozitású – a folyamat elején még oligomer állapotú – gyantarétegeket.

A szálerősítőanyag lehet: egy irányban vagy több irányban erősített, szőtt, nem szőtt (nemezelt) vagy hurkolt („kötött”) kelme, vagy vastagabb, 3D szövet, ill. textília:

struktúrák

Az erősítő textilek alaptípusai a) egyirányban erősített szalag b) roving szövet c) hurkolt kelme d) multiaxiális, több rétegű szövet e) 3D szövedék f) 3D szövedék ortogonális kötéssel

Az erősítő¬anyag rétegvastagságát a m2-súly jellemzi:

· az üvegszál paplanoké tipikusan 100 – 600 g/m2,
· a „roving”-szöveteké (roving = köteg, pászma, többezer elemi szálból) tipikusan 300 – 900 g/m2,· az üvegszöveté tipikusan 50 – 500 g/m2.

A kész kompozit lemez állhat akár 20 rétegből is, elérheti a 20 mm vastagságságot is, és a konstrukció által megkívánt sarokpontokban tartalmazhat jelentős megvastagítást, megerősítést, bordát, fém-betétet stb. Felépülhet szendvics-lemez formájában is, és mindezzel tág teret ad a konstruktőr kívánalmainak.

A réteges felépítés biztosítja a kompozit konstrukció legfőbb műszaki előnyét: a teljes alkatrész, a termék szilárdságát minimális önsúly mellett úgy optimálhatjuk, hogy az igénybevétel – előre tervezhető –erővonalai mentén kapjuk a legnagyobb szilárdságot. A korai kézi laminálás ezen alapelve jut érvényre a mai legigényesebb „high-tech” kompozittermékek az aeronautika és asztronautika eszközeinek gyártási technológiáiban is. A konstrukció feladata tehát a rétegek méretezése, az irányok meghatározása, a rétegrend kialakítása.

 

A technológia másik kulcs-kérdése: a térhálósítás kézbentartása (kontrollja) az oligomert és monomert is tartalmazó matrix alapanyag teljes átalakulásáig (konverziójáig). Nem lehet eléggé hangsúlyozni a technológus mérnök felelősségét: minden egyes kompozit darab, termék tényleges műszaki teherbírása, fizikai és mechanikai tulajdonságai attól függnek, hogy az adott darabban mennyire közelítettük meg a teljes átalakulást, a reaktív csoportok 100 %-os konverzióját. Könnyű ugyanis belátni, hogy néhány %-os – sőt, akár néhány tizedszázalékos – monomer maradék is jelentősen módosíthatja a kompozit matrix Tg-jét és így pl. ütésállóságát egy kitüntetett hőmérsékleten. A maradék, nem reagált monomer gyökeresen módosíthatja a termék „öregedését”, fizikai és mechanikai tulajdonságainak változását az időben stb.

A kézi laminálás során pl. az üvegszálvázas poliészterek esetén a konverzió jól nyomon követhető a telítetlen poliészter és sztirol monomer közötti exoterm láncreakció hő effektusának mérésével. Itt jelentős hőmennyiségek felszabadulásáról van szó. A „tiszta” monomer sztirol teljes polimerizációja kb. 360 °C hőmérsékletemelkedést okoz. A kb. 35 % sztirolból és 65 % telítetlen poliészterből álló matrix teljes „kikeményedése”, (térhálós láncreakciója) még az 5–10 mm vastag technikai kompozit rendszerben is gyakorlatilag elhanyagolhatóan lassú a hőleadás sebessége, a láncreakció előrehaladásához képest.

A „G” időtartam a gélesedés (térhálósodás) kezdetéig jól szabályozható a gyantába bekevert iniciátor (pl. 2 % metil-etil-keton-peroxid) + gyorsító (pl. 1 % kobalt-naftenát) koncentrációjával. Nemcsak a gélesedés kezdete, de maga a reakció „hevessége”, lefutása is függ egyrészt a hőmérséklettől, másrészt az iniciátor koncentrációtól.

Szokás a reakció bejezésének a hőmérsékleti maximumot tekinteni. Valójában ez a pont a láncreakció legnagyobb sebességét jelöli. A reakció végpontja az a pont (közel a leszálló ág inflexiós pontjához), amelytől kezdve a mintán csak (fizikai) hűlés tapasztalható. Ez jól kimérhető a kompozitban

A laminálás felületi – látszó – rétegeit gyantában dús, esetleg színezett gél-bevonat (gel-coat) rétegből alakítjuk ki. A szerszám felöli oldalon célszerű formaleválasztó réteget alkalmazni. A levegővel érintkező réteget érdemes O2-t át nem eresztő fóliával borítani, hogy elkerüljük a felület „tapadósságát”, amelyet a tökéletlen térhálósodás okoz.

Ha a kompozit termék mérete, formája erre módot ad, a szobahőfokon kivitelezett térhálósítást is érdemes emelt hőmérsékletű utólagos hőkezeléssel befejezni, teljessé tenni. A laminálási technológia némileg „gépesített” változatának tekinthetjük a szórás technológiáját, amelyben a vágott üvegszálból nemezelt paplan kézi felrétegezése és átitatása helyett alkalmas szórópisztolyból egyidejűleg szórunk fel – akár függőleges felületre is – vágott üvegszál-rovingot, katalizátorral és gyorsítóval kevert gyantát. A szórásnál és a laminálásnál – amelyeket gyakran kombinációban is alkalmaznak – egyaránt fontos a matrix gyanta és az erősítőszál közé szorult levegő eltávolítása.

szórás


A kompozitszórási technológia vázlata. A szórógép a gép fejében összekevert kétféle gyantát és a roving-ból helyben vágott (kb. 20 mm-es hosszúságú) szálakat sűrített levegő segítségével a szerszámba juttatja. (Újabban a gyanta-katalizátor keverék helyett csak katalizátort kevernek az előgyorsított gyantakeverékhez)  Az eljárás társítható szövetek kézi laminálásával is.

Szóljon hozzá!


Biztonsági kód
Frissítés

Információk

Sütikezelés