0 تا 100 روش تولید پالتروژن


اگر میخواهید صفر تا صد روش تولید پالتروژن را یاد بگیرید باید بگوییم که زمان ابداع روش تولید پالتروژن به دهه 50 میلادی و به طور تقریبی 70 سال پیش بر می گردد. در روش تولید پالتروژن، تولید انواع مقاطع پروفیلی با شکل سطح مقطع یکسان با کیفیت بالا امکانپذیر می باشد. همچنین در روش تولید پالتروژن انواع سایزهای لوله، میلگرد، نبشی، قوطی، ناودانی، تسمه، مقاطع I شکل و … تولید می گردد.

روش تولید پالتروژن

تاریخچه روش تولید پالتروژن

به زبان ساده پالتروژن یک فرآیند تولیدی برای ایجاد پلیمرهای تقویت شده با الیاف سطح مقطع پیوسته و ممتد می باشد. در اصطلاحات روزمره پالتروژن روشی برای ساخت محصولاتی مانند میله های فایبرگلاس است که اگر برشی را در هر جایی در طول آنها اعمال نمایید، شکل سطح مقطع یکسان می باشد. پالتروژن در حال تبدیل شدن به یک فرآیند مهم تولید است. واقعیت این است که کاربردهای زیادی از محصولات پالترود وجود دارد که هنوز ناشناخته است. توسعه پالتروژن افراد مختلفی را شامل می‌شود که هر کدام در ایجاد فرآیندی که امروزه استفاده می‌کنیم مشارکت داشتند. در اواسط دهه 1940 و اوایل دهه 1950، با افزایش در دسترس بودن رزین های ترموست، بسیاری تلاش کردند تا از امکانات جدید استفاده کنند. با عدم دسترسی به اینترنت برای افزایش ارتباطات، می‌توان دید که همان هدف نهایی با فعالیت‌های مستقل محقق شد، در نتیجه، چندین سند اختراع از فرآیندهای پالتروژن در این سال‌های اولیه موجود می باشد.

اولین ثبت اختراع توسط واتسون در سال 1944 برای تولید پالتروژن بود. سپس، در سال 1950، ملوین میک برای ثبت اختراع در مورد “روش ساخت میله های شیشه ای” کار را پیش برد. روش او امکان ساخت مداوم میله‌هایی با هر اندازه دلخواه را فراهم می‌کرد.در این مرحله از زمان، طول محصول نهایی به طول قالب محدود می‌شد که راجر وایت تا حدودی این مشکل را در سال 1952 با برخی تنظیمات در فرآیند استاندارد حل کرد. با این حال، در سال بعد، ویلیام گلدزورثی حق اختراعی را برای تکنیکی ثبت کرد که در نهایت ما را به فرآیندی که اساساً هنوز از آن استفاده می کنیم می رساند. مهمترین نوآوری او توسعه یک سیستم پخت پیوسته بود که به مواد اجازه می داد به حرکت خود ادامه دهند تا کل فرآیند در یک حرکت صاف و پیوسته انجام شود. جالب است که بدانید در سال 1965 در مجموع تنها حدود 10 تولید کننده در زمینه پالتروژن وجود داشت که عمدتاً در ایالات متحده مستقر بودند. در حالی که امروزه بازار پالتروژن بسیار گسترده شده است و این محصولات در زمینه های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند.

تفاوت روش تولید پالتروژن (کامپوزیتی) با روش اکستروژن (تولید مقاطع آلومینیومی و مقاطع پلاستیکی):

در روش تولید اکستروژن با اعمال نیرو و فشار توسط پمپ های های قوی، در ورودی قالب، فشار اعمال شده و در نهایت شکل سطح مقطع مورد نظر تولید می شود. ولی در روش تولید پالتروژن بر خلاف روش اکستروژن، هیچ گونه فشاری در ورودی قالب وارد نگردیده و محصول مورد نظر در حین خروج از قالب به سمت بیرون کشیده می شود.

مراحل تولید قطعات پالتروژن:

در روش تولید پالتروژن، الیاف و پارچه های تقویت کننده بعد از باز شدن از بوبین، از راهنماهای خاصی عبور می نماید و سپس از حمام رزین گذشته و پس از آغشتگی کامل الیاف با رزین، وارد قالب گرم می شود، پس از اعمال گراف گرمایی مورد نظر در قالب، قطعه مورد نظر پخت شده و در ادامه قطعه جامد توسط یک سیستم کشنده به بیرون از قالب کشیده شده و در ادامه با استفاده از ابزارهای برش، پروفیل تولید شده در ابعاد مورد نظر بریده می شود. محصول تولیدی در این روش پیوسته می باشد و امکان تولید انواع پروفیل به صورت ممتد بدون محدودیت طولی می باشد.

قیمت محصولات پالتروژن:

قیمت گذاری محصولات کامپوزیتی تولید شده با روش تولید پالتروژن بر مبنای متر طول می باشد و بر خلاف فلزات که بر مبنای کیلوگرم و بی ارتباط به ابعاد شکل سطح مقطع، قیمت داده می شود در فروش محصولات کامپوزیتی هر یک از اشکال سطح مقطع، قیمت خاص و مرتبط با خود را دارد. (قیمت متری هر محصول با توجه به وزن مواد تشکیل دهنده آن و میزان سفارش مشخص می گردد) جهت مشاهده لیست قیمت و سایزهای قابل تولید، لطفا در صفحه اول سایت وارد محصول مورد نظر خود شوید.

نمونه فاکتور پروفیل های کامپوزیتی

جدول روش تولید پالتروژنوزن واحد طول پروفیل های کامپوزیتی:

هر پروفیل کامپوزیتی با توجه به ابعاد شکل سطح مقطع، وزن خاص خود را دارا می باشد و جهت محاسبه وزن، دانسیته قطعات پالتروژنی در حدود 1.9 گرم بر سانتی متر مکعب در نظر گرفته می شود.

اجزای دستگاه پالتروژن:

1. قفسه نگه داری الیاف و مت های تقویت کننده (بخش تغذیه): در روش تولید پالتروژن، در حین پروسه تولید، الیاف (رووینگ) و مت های تقویت کننده از این قسمت به ادامه مراحل تولید وارد می شوند.
الیاف رووینگ در روش پالتروژن
الیاف روش پالتروژن

2. حمام رزین و بخش آغشته سازی: در این مرحله رزینی که از قبل آماده شده است در مخزن مربوطه ریخته شده و الیاف تقویت کننده با عبور از آن، کاملا آغشته به رزین می گردند. (محتویات حمام رزین، شامل مجموعه ای از مواد می باشد که درصد هر یک از آن ها در خواص نهایی محصول تاثیر گذار است)
حمام رزین در روش پالتروژن
3. قسمت پیش شکل دهی: در این مرحله از روش تولید پالتروژن راهنماهایی قرار دارد که الیاف و مت های تقویت کننده از میان آن ها عبور کرده و علاوه بر شکل دهی الیاف جهت ورود به قالب (ایجاد شکل سطح مقطع مورد نظر)، رزین های مازاد آغشته شده به الیاف نیز از آن ها خارج می شود. جنس این راهنما عمدتا تفلونی یا فلزی و یا پلی اتیلنی می باشد.

پیش شکل دهی در روش تولید پالتروژن

4. قالب: مهمترین قسمت دستگاه پالتروژن، قالب می باشد. در قالب شکل سطح مقطع قطعه مورد نظر تعبیه شده است و الیاف آغشته سازی شده با رزین، فضای خالی تعبیه شده در قالب را پر کرده و قطعه مورد نظر شکل می گیرد. طول قالب در حدود 40 الی 150 سانتی متر می باشد (آلیاژ فولاد استفاده شده در قالب، ابعاد و هندسه قالب شامل طول، ضخامت، شکل دهنه بسیار مهم می باشد)
واحد کنترل دما و سرعت پالتروژن

 

انواع قالب: با توجه به شکل پروفیل مورد نظر، قالب تعبیه شده می تواند به صورت نر و ماده (سنبه و ماتریس) و یا یک تکه (یک کفه ای) باشد. در صورت نیاز به شکل قطعه توخالی همانند قوطی و یا لوله، قسمت ماندرل Mandrel نیز به قالب افزوده می گردد.

انواع قالب پالتروژن

توجه 1: فولاد استفاده شده در قالب از نوع فولاد آلیاژی می باشد.
توجه 2: کیفیت سطح قالب تاثیر زیادی در کیفیت سطح قطعه تولیدی دارد که پولیش سطحی قالب از نکات مهم می باشد (گاهی اوقات سطح قالب با کروم پوشش داده می شود)
توجه 3: رزین ها پس از پخت دارای درصدی جمع شدگی می باشند که این میزان جمع شدگی می بایست در طراحی قالب در نظر گرفته شود.

5. بخش مربوط به گرم کردن قالب: جهت پخت مناسب قطعه کامپوزیتی و شبکه ای شدن رزین درون قالب، احتیاج به اعمال گراف دمایی خاصی در قالب می باشد که گرم کردن قالب با استفاده از المنت های حرارتی (گرم کن های اکتریکی و صفحات حرارتی) و یا چرخش روغن داغ اطراف قالب انجام می گیرد. دمای قالب بین 120 الی 180 درجه سلسیوس متغیر می باشد. لازم به ذکر است که گاهی مواقع جهت تسهیل فرآیند و کاهش ویسکوزیته رزین، حمام رزین و نیز الیاف آغشته شده، قبل از ورود به قالب گرم می شوند.

گرم کردن قالب در روش پالتروژن

6. بخش کشنده: قطعه بعد از خروج از قالب جامد شده و توسط دستگاه کشنده به بیرون کشیده می شود. سرعت کشش همان سرعت خط تولید می باشد که وابسته به شکل سطح مقطع و نوع رزین می باشد.
به طور کلی دو نوع کشنده متفاوت موجود می باشد: کشنده کاترپیلار (caterpillar) و کشنده دست به دست (Reciprocating)
نیروی کششی با توجه به ابعاد قطعه تولیدی، بین 5.000 کیلوگرم الی 400.000 کیلوگرم می باشد.

کشنده پالتروژن7. قسمت برش: در نهایت محصول تولید شده با روش تولید پالتروژن توسط دستگاه برش، بریده می شود، برش با استفاده از سنگ فرز های معمول به صورت دستی و با دستگاه برش تعبیه شده در ادامه خط تولید انجام می گیرد.

برش در روش تولید پالتروژن

کنترل مجموعه ای از پارامترهای مختلف تولید همانند، سرعت تولید، دما، درصد مواد افزودنی به حمام رزین، درصد و نوع الیاف و… در خواص کیفی و کمی محصول نهایی تاثیر بسزایی دارد.

مواد مصرفی در پروسه تولید پالتروژن:

الیاف تقویت کننده:
1- انواع مختلفی از الیاف همانند رووینگ الیاف
2- پارچه بافته نشده مت به صورت ساده و یا دوخته شده (Stitched mat)
3- پارچه بافته شده
4-
مت های Surface veil جهت پوشش سطحی قطعات (به صورت رنگی، سفید و یا طرح های خاص)
الیاف تقویت کننده پالتروژن
product

جنس الیاف مورد استفاده در روش تولید پالتروژن به طور متداول از نوع شیشه می باشد که امکان تولید با الیاف کربن، کولار و… نیز ممکن می باشد. جهت مطالعه بیشتر در مورد الیاف تقویت کننده همینجا کلیک کنید.

محتویات حمام رزین:

  • رزین: رزین های استفاده شده از نوع پلی استر (ایزو یا اروتو و…)، وینیل استر، اپوکسی و… می باشد. جهت مطالعه بیشتر در این مورد همینجا کلیک کنید.
  • سایرپودر ها (پرکننده های معدنی): افزودنی ها همانند کربنات کلسیم، پودر تالک و یا پودرهای تاخیر انداز شعله همانند آلومینیوم هیدروکساید (جهت مطالعه بیشتر در مورد افزودنی ها، همینجا کلیک کنید)
  • مواد لازم جهت پخت قطعه: اسید پراکسید همانند MEKP و یا ترشری بوتیل پراکساید، بنزوییل پراکساید خمیری
  • رهاساز قالب
  • سایر افزودنی های همانند رنگ، مواد مقاوم به نور فرابنفش، مقاوم کننده به شعله
  • علاوه بر مواد بالا، پوشش های سطحی نیز بر روی محصول در بعضی موارد اسپری می گردد.

مشخصات دستگاه پالتروژن:

انواع دستگاه پالتروژن مورد استفاده در روش تولید پالتروژن، با توجه به نوع دستگاه کشنده به 2 دسته کلی کاترپیلار یا کشش دست به دست تقسیم بندی می شود.
طول دستگاه: 12 الی 19 متر
وزن ماشین: 5.000 کیلوگرم الی 9.000 کیلوگرم
عرض ماشین: 80 الی 190 سانتی متر
ارتفاع: در حدود 110 سانتی متر
نیروی کششی: بین 5.000 کیلوگرم الی 400.000 کیلوگرم

دستگاه پالتروژن

مزایای روش تولید پالتروژن:

  • در روش تولید پالتروژن، تولید با روش کاملا اتوماتیک و ماشین آلات صنعتی، که باعث یکنواختی و بهیود خواص کیفی می شود (وابستگی کم به نیروی انسانی)
  • در این روش درصد بالای تقویت کننده (الیاف) که باعث دسترسی به خواص مکانیکی ایده ال می شود.
  • در روش تولید پالتروژن سرعت تولید بالا و اقتصادی است( سرعت تولید با توجه به شکل سطح مقطع از 4 تا 90 متر بر ساعت متغیر می باشد)
  • حداقل ضایعات و دور ریز مواد مصرفی را در روش تولید پالتروژن شاهد هستیم.

محدویت های روش تولید پالتروژن:

  • روش تولید پالتروژن صرفا برای ساخت قطعات با سطح مقطع یکسان (ثابت) کاربرد دارد.
  • نکات فنی فراوان در حین تولید و پارامترهای زیاد تاثیر گذار در آن، که دستیابی به محصول ایده ال مستلزم کسب تجربه بالا و بررسی موارد مختلف می باشد.

محدودیت های ابعادی قطعه تولید:

ابعاد بیرونی قطعه بین 0.5 میلی متر الی 1400 میلی متر و ارتفاع 450 میلی متر
ضخامت 2.5 میلی متر الی 60 میلی متر
گوشه های قطعات پالتروژنی نباید تیز باشد و حداقل شعاع 0.5  میلی متر برای کنج ها لازم می باشد.
جهت مطالعه مقاله مرتبط با تلورانس ابعادی محصولات پالترود لطفا کلیک نمایید.

توجه: پروفیل های کامپوزیتی تولید شده با روش پالتروژن در جهت طولی خواص مطلوب تری به نسبت سایر جهت های اعمال نیرو دارند که به این مواد خاصیت غیر ایزوتروپیک (غیرهمسانگرد) بخشیده است که در جهت استفاده مواردی که در راستای خاصی خواص مکانیکی مد نظر می باشد به عنوان یک مزیت محسوب می شود.

جهت بررسی کامل خواص محصولات کامپوزیتی تولید شده به روش پالتروژن کلیک نمایید.

و جهت مطالعه دستورالعمل نحوه اتصال محصولات کامپوزیتی نیز همنیجا کلیک نمایید.

شما کاربران گرامی می توانید جهت مطالعه کاربردهای پروفیل های تولیدی پالتروژن همنیجا کلیک کنید. همچنین اگر به خواندن مقالات زبان اصلی حوزه پالتروژن علاقه مند هستید، همینجا کلیک کنید.

ویدیو زیر روش تولید پالتروژن را به خوبی توضیح داده است:

 

امیدواریم با خواندن این مقاله به خوبی با روش تولید پالتروژن آشنا شده باشید.

اشتراک در
اطلاع از
5 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
View all comments
علیرضا جاوید

کامل ترین مطلبی بود که تو اینترنت دربارش خوندم.ممنونم. هیچ جا کامل نگفتن

محمد

عااااالی بود! بهترین مطالب کامپوزیت رو فقط تو سایت شما میشه پیدا کرد.مرررسی

سینا

دمتون گرم. بهترین سایتید خداییش

فاطمه

کاش ویدیوهایی از روش تولید پالتروژن هم قرار بدید تو سایت تون.

احمد

چقده توضیج جامعی دادین… ممنون