روش تولید Hand lay up (روش لایه گذاری دستی) یک روش ساده ولی اصلی و پرکاربرد در ساخت قطعات کامپوزیتی است. این روش بهترین راه حل برای ساخت قطعات بزرگ یا پیچیده فایبرگلاس با تیراژ تولید کم می باشد که برای تولید انبوه قطعات کامپوزیتی نیز قابل استفاده است.

روش لایه گذاری دستی علی رغم ظاهر ساده آن، دارای نکات فنی بسیار زیادی می باشد که عدم رعایت آن باعث کاهش کیفیت محصول نهایی می شود. مواد اصلی در این روش الیاف تقویت کننده، رزین (ماتریکس) و مواد افزودنی می باشد.

روش تولید لایه گذاری دستی شامل سه مرحله اصلی 1)ساخت مدل 2)ساخت قالب 3)ساخت قطعه به روش لایه گذاری دستی می باشد. جهت ساخت یک محصول کامپوزیتی با روش لایه گذاری دستی، می بایست قالبی از قطعه تهیه نمود و جهت ساخت قالب احتیاج به مدل فیزیکی (ماکت) از قطعه مد نظر می باشد.

ساخت مدل

اولین مرحله در این روش ساخت یک نمونه واقعی از محصول نهایی یا همان مدل (ماکت) می باشد در اصل ماکت یا مدل یک نمونه سه بعدی از محصول نهایی می باشد که با مقیاس یک به یک از قطعه نهایی ساخته می شود. روش های ساخت مدل متنوع می باشد و با توجه به پیشرفت تکنولوژی امروزه دستیابی به مدل نهایی آسان تر از گذشته می باشد. به طور کلی می توان روش تولید مدل را به دو دسته کلی روش های صنعتی (مکانیزه) و روش های هنری (ابتکاری و دستی) تقسیم بندی نمود. روش های صنعتی هزینه بالاتری دارند و در ابعاد و جنس مواد دارای محدودیت می باشند ولی سرعت عمل بالای این روش و دقت بسیار بالای آن از مزایای این روش می باشد.

مدلسازی صنعتی با استفاده از روش هایی همانند چاپ سه بعدی، ماشینکاری CNC، اسکنر نوری سه بعدی و… ساخته می شود.

روش های هنری نیز به طور کلی شامل روش های دستی هنری ابداعی شامل مجسمه سازی، شابلون سازی و… می باشد که با توجه تجربیات و ذوق سازنده امکان تولید مدل های متنوع می باشد.

جهت ساخت مدل امکان استفاده از مواد متنوعی همانند کاغذ و مقوا، انواع فوم شامل فوم های اورتان، فوم های پلی یورتان، فوم های پلی استایرن (یونولیت)، گل رس (خمیر مجسمه سازی)، گچ و چوب می باشد

قالب گیری

تهیه قالب از مدل ساخته شده، مرحله بعدی در انجام امور مرتبط با ساخت قطعه به روش دستی (Hand lay up) می باشد. جنس و کیفیت قالب وابسته به تعداد تیراژ قطعه مورد نیاز متفاوت می باشد.

امکان ساخت قالب یک بار مصرف با گچ می باشد که جهت بیرون نمودن قطعه از قالب گچی می بایست قالب گچی شکسته شود و استفاده از این قالب ها بیشتر برای مواردی استفاده می شود که تنها ساخت یک قطعه مورد نیاز باشد.

قالب های فومی نیز روش دیگری جهت ساخت قالب می باشد که این قالب ها عمدتا از پلی یورتان ها و از ترکیب دو بخش ایزوسیانات و پلی ال ساخته می شود. جهت شروع قالب گیری در این روش با استفاده از اسپری های سیلیکونی و یا واکس های مخصوص، سطح مدل به جداکننده آغشته می شود تا جداساری قالب از مدل به راحتی صورت گیرد. قالب های فومی معمولا بعد از هر جند بار مصرف می بایست ترمیم شود.

روش دیگر ساخت قالب، استفاده از قالب سیلیکونی می باشد که با توجه به ابعاد قطعه، جنس رزین، کیفیت سیلیکون از تعداد دفعات مختلفی می توان از این نوع قالب استفاده نمود.

امکان استفاده از قالب فلزی نیز جهت تولید قطعات کامپوزیتی به روش دستی نیز میسر است ولی بدلیل هزینه ی بالای ساخت قالب فلزی استفاده از این نوع قالب ها در روش تولید Hand Lay up متداول نمی باشد. در ضمن جهت تولید قالب فلزی دیگر احتیاج به ساخت مدل نمی باشد و با استفاده از ماشینکاری CNC بدون نیاز به وجود مدل، قالب ساخته می شود.

استفاده از قالب کامپوزیتی (قالب مواد مرکب) متداول ترین روش قالبگیری در روش تولید هندلی آپ می باشد. در این روش همانند روش لایه گذاری دستی که در ادامه شرح داده می شود با استفاده از تکنیک لایه گذاری الیاف، از روی مدل تهیه شده، قالب گرفته می شود.

روش لایه گذاری دستی

پس از ساخت قالب از مدل، مراحل تولید شامل موارد زیر می باشد:

• واکس زدن سطح قالب با استفاده از واکس های جدا کننده
• اعمال لایه فیلم جداکننده (PVA ) روی سطح قالب و یا اسپری های سلیکونی بر روی سطح
• تهیه ژل کوت مناسب و اعمال لایه ای با ضخامت حدود نیم میلی متر روی قالب (ترکیبات اصلی ژل کوت، رزین، اروزیل، پودر تالک و خمیر رنگ می باشد.)
• قرار دادن یک لایه الیاف تیشو برای تقویت ژل کوت
• اعمال لایه رزین و لایه گذاری الیاف (تعداد لایه با توجه به ضخامت مورد نیاز تعیین می شود)
• هواگیری لایه های الیاف و رزین به کمک غلطک مناسب
• ایجاد لایه با ظرافت بیشتر با الیاف مناسب در لایه آخر برای داشتن سطح بیرونی زیبا و یکدست
• اعمال لایه تاپ کوت در صورت نیاز

نکات مهم در روش تولید Hand lay up (روش لایه گذاری دستی)

طول عمر، دوام و خواص اکثر قطعات کامپوزیتی بستگی به لایه سطحی آن (ژل کوت) دارد، بنابراین خواص لایه ژل کوت روی سطح قطعه بسیار مهم می باشد و جهت دستیابی خواصی همانند مقاومت به نور فرابنفش، مقاومت به خراش (سایش) و … فرمولاسیون و نحوه افزودنی های ژل کوت حائز اهمیت است.

عنصر اصلی در تولید ژل کوت رزین می باشد که براساس خواص شیمیایی یا فیزیکی مد نظر از نوع پلی استر، وینیل استر یا اپوکسی است و همچنین می تواند حاوی مواد ضد سایش یا ضد اشعه ماورا بنفش باشد.

ضخامت لایه ژل کوت حدود نیم میلی متر است و به ازای هر مترمربع از سطح حدود 400 الی 600 گرم ژل کوت لازم خواهد بود.

پس از سخت شدن لایه ژل کوت می توانیم مرحله لایه گذاری را شروع کنیم، (اگر لایه ژل کوت به دست نچسبد زمان مناسب برای شروع لایه  گذاری است) البته قبل از شروع این مرحله باید الیاف در ابعاد مناسب بریده شود و رزین را هم باید آماده نماییم.

در لایه گذاری دستی با الیاف سوزنی معمولا نسبت وزنی رزین به الیاف بین 2 تا 2.5 می باشد. اگر تعداد لایه ها بیش از چهار یا پنج لایه باشد برای جلوگیری از اثرات نامطلوب ایجاد حرارت زیاد فرآیند پخت، باید رزین تا حدودی ژل یا سخت شود و بعد از آن لایه های بعدی اعمال گردد.

بعد از لایه گذاری و رسیدن به وزن یا ضخامت مورد نظر در قطعات کامپوزیتی فایبر گلاس ابعاد پیچیده، می توان به کمک هوای فشرده یا آب پرفشار قطعه را از قالب جدا نمود.

مرحله نهایی، پرداخت کاری و برش لایه ها و اضافات رزین و الیاف از دور قطعات است که بهتر است قبل از اینکه  قطعه کاملا سخت شود توسط دستگاه سنگ فرز اضافه الیاف و رزین را برش دهیم.

مراحل ساخت ورق های فایبرگلاس به روش لایه گذاری دستی در ضخامت ها یا رنگ های مختلف شبیه به فرآیند تولید قطعات می باشد با این تفاوت که به جای قالب از یک سطح صاف مثل سطح شیشه یا ملینکس استفاده می شود. بعد از خشک شدن رزین، ملینکس از سطح رویی ورق فایبرگلاس جدا می شود و در نهایت با کمک ابزار برش مناسب مثل صفحه فرز، اضافات الیاف و رزین ورق فایبرگلاس بریده می شود.

در ورق های ایرانیتی فایبرگلس با افزایش ضخامت و تعداد لایه ها، حرارت تولید شده فرآیند پخت رزین هم افزایش می یابد که باید از طریق ایجاد نیروی کشش، از چین خوردگی و چروک در سطح ورق های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف جلوگیری نمود

ورق های کامپوزیتی فایبرگلاس که به ایرانیت فاییرگلاس هم مشهور است می تواند به صورت رول یا شیت در عرض های مختلف بین یک تا 3 متر تولید شود

مراحل ساخت ورق کامپوزیتی فایبرگلاس سینوسی یا ورق فایبر گلاس ذوزنقه ای همانند مراحل تولید ورق  فایبرگلاس صاف می باشد، با این تفاوت که در تولید به عنوان قالب از ورق فرم سینوسی و ذوزنقه ای از جنس گالوانیزه با گام و ارتفاع موج مدنظر جهت شکل دهی استفاده می شود. در مجموعه عصر کامپوزیت انواع ورق های سینوسی فایبرگلاس یا ورق فایبر گلاس ذوزنقه ای و ورق فایبر گلاس صاف در ضخامت و تعداد لایه متنوع در طول و عرض های مد نظر به صورت رول یا شیت قابل عرضه می باشد.

جهت مطالعه خواص و قیمت انواع ورق فایبرگلاس (ایرانیت فایبرگلاس) همانند ورق فایبرگلاس سینوسی (ورق فایبرگلاس موجدار)، ورق فایبرگلاس صاف و ورق فایبرگلاس ذوزنقه ای ، لطفا بر روی محصول مورد نظر کلیک نمایید.