فهرست مطالبعنوانصفحهفصل 1-مقدمه اي بر کامپوزيتها و کاربرد آنها81-1-تعريف کامپوزيت81-2-تاريخچه کامپوزيتها81-3-مزاياي استفاده ازكامپوزيت ها101-4-كاربرد کامپوزيتها111-5-طبقه بندي کامپوزيتها131-5-1-کامپوزيتهاي ذره اي(تقويت شده باذرات141-5-2-کامپوزيتهاي ليفي(تقويت شده باالياف)151-5-3-پوسته تك لايه:161-5-4-پوسته چندلايه:161-6-انواع الياف مورداستفاده دركامپوزيت ها171-6-1-الياف شيشه:171-6-2-الياف كربن181-6-3-الياف آراميد (كولار)191-6-4-الياف برن (Boron )191-6-5-الياف پلي اتيلن191-6-6-الياف سراميكي201-6-7-الياف فلزي201-7-ماتريس هاي پليمري211-7-1-ماتريس اپوكسي221-7-2-ماتريس پلي استر231-7-3-ماتريس فنوليك24فصل 2-مروری بر روش های ساخت کامپوزیت ها262-1-مقدمه262-2-لایه گذاری دستی (HAND LAY-UP)31فصل 3-فرآيند توليد کامپوزيتهاي پليمري بهروش RTM363-1-مقدمه363-2-تعريف فرآيند RTM393-3-تاريخچه فرآيند RTM403-4-مزايا و امتيازات فرآيند RTM413-5-مواد ماتريس423-6-مواد تقويت کننده433-7-مروري بر مدلهاي مورد استفاده در تحليل فرآيند RTM463-7-1-مدل جريان دارسي براي محيطهاي متخلخل473-7-2-نفوذپذيري الياف براساس مدل دارسي49تعريف نفوذپذيري و تخلخل49محاسبه تحليلي نسبت تخلخل الياف51مدل هاي تحليلي محاسبه نفوذپذيري53عوامل موثر بر نفوذپذيري573-7-3-بررسي رفتار فشردگي الياف593-7-4-نتايج مربوط به آزمايشهاي فشردگي و نفوذپذيري الياف60فشردگي پريفورم الياف61رفتار نفوذپذيري الياف633-7-5-تعيين ثابت مدل کازني-کارمن با استفاده از دادههاي مدل نفوذپذيري تواني66فصل 4-مشتقات RTM724-1-مقدمه724-2-فرآيندهاي اصلاحي مهم RTM734-2-1-فرآيند قالبگيري فشاري با انتقال رزين CRTM734-2-2-فرآيند قالبگيري با انتقال رزين به کمک خلاء VARTM744-2-3-فرآيند قالبگيري سبک با انتقال رزينLRTM754-3-روشهاي تحليل RTM774-3-1-روشهاي تحليلي و پاسخ بسته براي جريانهاي ساده784-3-2-استفاده از الگوريتمهاي غير محاسباتي بر پايه مدلهاي هندسي784-3-3-انجام آزمايش براي شناسايي رفتار فرآيند و تخمين پارامترهاي سيستم794-4-تحليل فرآيند RTM اصلاح شده جديد با ابزارهاي انعطافپذير (VARTM)794-4-1-پیشگفتار794-4-2-يافتن معادلات حاکم بر فرآيند81فصل 5-نتایج تجربی925-1-آزمون ضربه925-2-استحکام935-3-مقایسه استحکام کششی در نمونه دستی و RTM به کمک خلا []955-4-جمعبندی98فصل 6-مراجع99 a. مقدمهصنعتگران زيادي در ساليان گذشته فرآيند RTM را بعنوان روش توليد قطعات کامپوزيتي آزمايش کرده و بکار گرفتند، اما تنها تعداد کمي از آنها براي مدت زيادي از اين روش استفاده کردند و تقريبا ميتوان گفت هيچکدام از آنها RTM را بعنوان روش انحصاري خود نپذيرفتند.عواملي چون هزينههاي ابزاري و نگهداري قالب، مشکلات چيدن تقويتکنندهها درون قالب، عمليات مجدد روي قطعه پس از قالبگيري بعلت وجود حباب يا چسبيدن قطعه به قالب، وجود عيوب و نواقص در مرحله پرشدن، کند بودن روند توليد، بالا بودن قيمت تمام شده و همچنين خسارات وارده طي فرآيند ساخت، باعث ميشد تا از ديدگاه بسياري از توليدکنندگان، فرآيند RTM فرآيندي با هزينه و حجم توليد متوسط محسوب نشود. اين مشکلات، باعث ميشدند تا از روش RTM، تنها براي ساخت قطعات ساده و تخت، با ابعاد نسبتا کوچک، استفاده شود.به همين دليل، از زمان اولين استفادههاي صنعتي فرآيند در دهه هفتاد، تا به امروزه اصلاحات زيادي برروي آن انجام شده است.b. فرآيندهاي اصلاحي مهم RTMبمنظور حذف معايب و نقايص فرآيند RTM، و بهبود کيفيت قطعات کامپوزيتي توليد شده به اين روش، تا به امروزه، اصلاحات زيادي برروي آن انجام شده است.با توجه به برطرف شدن معايب فرآيند در روشهاي جديد و اصلاحي RTM، اعتماد توليدکنندگان به اين روش روزبهروز بيشتر شده است، بطوريکه امروزه آمارهاي موجود از بکارگيري گسترده اين فرآيند توسط صنعتگران حکايت دارد. در ذيل، برخي از مهمترين اشکال اصلاحي فرآيند RTM، بطور مختصر توضيح داده شده است. i. فرآيند قالبگيري فشاري با انتقال رزين [1]CRTMدر اين فرآيند، همانند فرآيند RTM الياف پريفورم درون قالب قرار گرفته و رزين به داخل آن تزريق ميگردد. در يک فرآيند RTM، قالب قبل از شروع تزريق با اعمال نيروي نگهدارنده بطور کامل بسته ميشود، ولي در فرآيند CRTM، قالب در مرحله تزريق بطور جزئي باز است و هنگامي که مقدار مورد نياز رزين به داخل قالب تزريق شد، قالب با اعمال نيروي خارجي شروع به بسته شدن مينمايد. اين کار سبب اعمال فشار به رزين گرديده و موجب ميشود تا پس از پرشدن تمام قسمتهاي قالب، مازاد رزين از قالب بيرون رانده شود. اين قسمت از فرآيند، با فرآيندهاي قالبگيري فشاري مشابهت دارد. در شکل ديگري از اين فرآيند، همزمان با شروع عمل تزريق، نيمه دوم قالب بتدريج بسته ميشود. در اين روش، سرعت بسته شدن چنان تنظيم ميشود که با پايان يافتن عمل تزريق، قالب نيز بطور کامل بسته شده باشد. اين شکل از فرآيند CRTM، در عمل کمتر مورد توجه قرار ميگيرد.مهمترين مزيت اين روش نسبت به فرآيند RTM سنتي اين است که قالبگيري قطعات با کسر حجمي الياف بالاتر را ميسر ميسازد؛ علاوه براين مدت زمان مرحله پرشدن بطور چشمگيري کاهش مييابد. اما هزينههاي ابزاري در اين روش نسبتا زياد بوده و علاوه براين، کنترل پارامترهاي مختلف فرآيند پيچيده و مشکل ميباشد. مشکل ديگر اين روش آن است که احتمال عدم اشباع مناسب الياف و همچنين، تخريب هستههاي فومي و پديده فشردگي الياف وجود دارد. ii. فرآيند قالبگيري با انتقال رزين به کمک خلاء [2]VARTMپس از ابداع فرآيند قالبگيري با انتقال رزين، RTM، و وجود بعضي مشکلات در اين روش، بويژه در تزريق رزين، يکي از اصلاحاتي که روي اين فرآيند انجام شد بکارگيري خلاء بود. اين فرآيند جديد که اصول کلي آن مشابه فرآيند RTM است، قالبگيري با انتقال رزين به کمک خلاء يا VARTM ناميده ميشود. در اين فرآيند، يک خلاء نسبي رزين را از داخل لوله تغذيه به داخل قالب ميکشاند؛ بطوريکه تمام محفظه قالب بطور يکنواخت از رزين پر ميشود.از مهمترين مزاياي اين روش نسبت به فرآيند RTM سنتي، فشار تزريق پايين ميباشد؛ اين مساله امکان استفاده از تجهيزات تزريق ارزان قيمت را در فرآيند RTM ميسر ميسازد، که مسلماً تأثير مستقيمي بر قيمت تمام شده توليد قطعات کامپوزيتي خواهد گذاشت. علاوه براين، قطعات توليد شده بدين روش از کيفيت بالاتري برخوردار خواهند بود؛ چراکه استفاده از خلاء در مرحله پرشدن، موجب حذف بسياري از عيوب و پديدههاي نامطلوب، از جمله توليد حباب در جبهه جريان، ايجاد حفرههاي خشک در تقويتکنندهها و شسته شدن الياف ميگردد. يکي ديگر از برتريهاي مهم اين روش اصلاحي نسبت به فرآيند RTM سنتي، امکان توليد قطعات کامپوزيتي وسيع با کيفيت مطلوب ميباشد. iii. فرآيند قالبگيري سبک با انتقال رزين LRTMطي ساليان گذشته روشهاي استاندارد اصلاحي مختلفي از فرآيندهاي قالبگيري رزين پيشنهاد شده است. در اين ميان فرآيند قالبگيري سبک با انتقال رزين، LRTM، مورد توجه خاصي قرار گرفت. چراکه اين روش توانست بسياري از معايب و نقاط ضعف فرآيند RTM را برطرف سازد.فرآيندي که امروزه تحت عنوان RTM مورد استفاده قرار ميگيرد، در واقع RTM سبک يا LRTM است که شکل اصلاح شده فرآيندهاي سنتي ميباشد. اين فرآيند اولين بار حدود 25 سال قبل در بلژيک بکار گرفته شد. در واقع ايده اين فرآيند از روش قالبگيري با انتقال رزين بکمک خلاء يا [3]VARTM گرفته شده است که روشي براي توليد قطعات سبک با به کارگيري خلاء است. مراحل اين فرآيند چنين ميباشد [29]:الياف خشک از طاقه بريده شده و پس از شکل دادن در محفظه قالب قرار داده ميشوند.پس از آنکه الياف در جاي مناسب خود قرار گرفتند، قالب بسته و محکم ميشود.يک خلاء نسبي محفظه داخل قالب را فرا ميگيرد.رزين با مقدار مشخص و فشار کم به داخل قالب تزريق ميشود.خلاء نسبي رزين را در تمام قالب پخش کرده و تمام الياف به رزين آغشته ميشوند.پس از گذشت زمان لازم براي پخت و سخت شدن قطعه، قالب باز شده و قطعه از آن جدا ميشود. [1] Compression Resin Transfer Molding[2] Vacuum Assisted Resin Transfer Molding[3] Vacuum Assisted Resin Transfer Molding