یك شركت كوچك استرالیایی، فنآوری نوینی را در زمینه الیاف پیش آغشته عرضه كرده است كه نویدبخش جایگزینی اقتصادی با كاربری آسان برای روش لایه چینی دستی است. شركت آستریلین كامپوزیتز نخستین تولیدكننده الیاف پیش آغشته در استرالیاست. این شركت به جای تولید الیاف پیش آغشته كربن/ اپوكسی متداول كه در حال حاضر به استرالیا وارد میشود، الیف پیش آغشته ای تولید می كند كه با نور فرابنفش پخت میشوند.
محصولی جدید
شركت آستریلین كامپوزیتز شركتی با زمینه كاری نساجی و زیرمجموعه اسپشالتی گروپ است كه خود یك شركت تولیدكننده بافته های صنعتی و متخصص در زمینه الیاف بافته با كاربری لایه گذاری و پوششی برای كاربردهای حفاظت شخصی، صنعتی و پزشكی به شمار می اید. این شركت در محلی نزدیك به كارخانه مادر در مورابین نزدیك ملبورن قرار دارد.
دكتر فلوریناكومان مدیر توسعه بازرگانی و فنی این شركت درخصوص چگونگی شروع به كار این شركت برای عرضه محصولات نو به بازار كامپوزیت استرالیا اینگونه توضیح می دهد: "از تولیدكنندگان محصولات كامپوزیتی نظرسنجی شد. نتیجه این بود كه میزان سرمایه گذاری كم و به كارگیری رزین های پلی استر یا وینیل استر (شایع ترین رزین های مصرفی) دو معیار اساسی موردنظر آنان است." دو سال تحقیق منجر به راه اندازی نخستین خط تولید استریلین كامپوزیت یعنی آسپرگ یووی شد؛ الیاف پیش آغشته ای كه با نور فرابنفش پخت میشوند. در این فنآوری ثبت شده، تقویت كننده شیشه ای با رزین پلی استریا وینیل استر تركیب میشود. این تقویت كننده میتواند به شكل های گوناگون ازجمله مت سوزنی، پارچه بافته، الیاف چندمحوره یا نبافته یا تركیبی از اینها باشد كه برای تهیه یك پیش آغشته چندلایه به كار می روند.
آستریلین كامپوزیتز تولید خود را در سال 2004 آغاز كرده است. این كارخانه الیاف بافته را می خرد و درصورت نیاز آنها را با یك دستگاه یافت تعدیل كرده و سپس با یك آغشته ساز منحصر به فرد، الیاف را به رزین آغشته می كند.
این الیاف پیش آغشته (كه بین دو لایه محافظ ساندویچ میشوند) به صورت طاقه ای و در یك كیسه آلومینیومی بسته بندی و عرضه میشوند. این محصول در حال حاضر در طاقه های 50-40 كیلوگرمی و عرض 127-100 سانتیمتر عرضه میشود. برخلاف پیش آغشته های معمولی كه باید رد یخچال نگهداری شوند، آستریلین كامپوزیتز ادعا می كند كه آسپرگ یووی در بسته های فویلی بدون منفذ، در هر دمایی تا 12 ماه قابل نگهداری است.
ساخت قطعه
فرآیند ساخت قطعه از آسپرگ یووی باید ازجمله روش های كیسه خلاء باشد. بنابراین قالب مورداستفاده باید برای این فرآیند مناسب باشد. وقتی الیاف پیش آغشته از فویل آلومینیومی بیرون آورده میشود، قابل انعطاف، شكل پذیر و آماده كاربرد است. این الیاف پس از برش، از لایه پلیتنی بیرون آورده شده و مانند معمول در قالب خوابانده میشود. سپس قالب در كیسه ای قرار گرفته و با یك پمپ مكش مناسب در آن خلاء ایجاد میشود. تنها تجهیزات موردنیاز برای این فرآیند علاوه بر كیسه خلاء و پمپ، منبع نور فرابنفش است. مایكل لییپنیك مدیر عملیات این شركت برای هر 30 سانتی متر مربع از كامپوزیت، یك لامپ توصیه می كند. به این ترتیب برای قطعه ای به ابعاد 44/2 × 22/1 مترمربع حدود 10 لامپ نیاز است. این لامپ ها، لامپ های هالید لزی یا بخار جیوه 400 وات هستند كه معمولاً برای روشنایی كارخانه یا انبار استفاده میشوند. این لامپ ها از تمام تولیدكنندگان قطعات الكترونیكی قابل تهیه اند.
عمر كاری این پیش آغشته ها، مادامی كه 75 درصد نور از محل كار دور نگهداشته شود، هشت ساعت است. اگر این پیش آغشته ها در محیط بیرونی و زیر نور خورشید قرار داده شوند پس از حدود یك روز پخت خواهند شد؛ گزینه ای واقع بینانه برای استرالیا، اگر زمان مهم نباشد.
در معرض نور فرابنفش این پیش آغشته ها بسیار سریع پخت میشوند. پخت یك لایه به ضخامت یك میلی متر حدود 3 دقیقه زمان می برد و قطعه ای با ضخامت 45 میلی متر در عرض 45 دقیقه پخت میشود. بلافاصله پس از خاموش كردن لامپ فرابنفش میتوان قطعه را از قالب جدا كرد.
برای اطمینان از پخت تمام قطعه، باید كل سطح چندلایی در معرض نور فرابنفش قرار گیرد. به این ترتیب لامپ ها باید در جاهایی قرار گیرند كه نور به تمام گوشه ها و انحناها برسد. در این روش امكان ندارد محصول زیاده از حد پخت شود و اگر قطعه ای كاملاً پخت نشد، میتوان دوباره آنرا در معرض نور فرابنفش قرار داد.
برتری ها
كومان توضیح می دهد كه فنآوری آسپرگ یووی، كسر حجمی الیاف بالایی (معمولاً 65 درصد) راب ه ارمغان می آورد و بنابراین نسبت به فرآیند لایه چینی دستی، قطعه ویژگیهای مكانیكی بالاتری خواهد داشت.
این فرآیند همچنین منجر به كاهش انتشار استیرن میشود؛ چون حدود 60 درصد استیرن در حین فرآیند پیش آغشته سازی از محصول حذف میشود. قطعات خیلی نازك میتوانند در یك مرحله پخت شوند و محصول نهایی انقباض بسیار كمی از خود نشان می دهد (حدود 2/0 درصد).
شركت آستریلین كامپوزیتز پیك گرمازای این محصول را 100 درجه سانتیگراد (8 لایه، gr/cm2 3000) اعلام كرده است ولی می گوید كه معمولاً مقادیر این عاملپایین تر از پخت یا كاتالیزور است؛ اگرچه ممكن است لامپ ها 30-15 درجه سانتیگراد به گرمای محصول بیفزایند.
لیپنیك اشاره می كند كه به كارگیری این محصولات همراه با مواد مغزی برای تولید سازه های ساندویچی نیز امكان پذیر است. این كار شامل لایه گذاری یك پوشش ژلی (درصورت نیاز) و پوسته خارجی پیش آغشته روی قالب، كیسه كردن و قرار دادن در معرض نور فرابنفش است. سپس دو طرف مغزی با لایه ای از رزین پلی استر پوشش داده میشود و روی لایه پیش آغشته پخت شده قرار داده میشود. سپس پوسته داخلی افزوده شده و كل قطعه با كیسه در معرض پرتوی فرابنفش قرار داده میشود. اگر مغزی شفاف باشد كل قطعه را میتوان در یك مرحله پخت.
كاربردها
آسپرگ یووی هم برای تولیدكنندگان قطعات بزرگ و هم تولیدكنندگان قطعات كوچك مناسب است. كاربردهای ممكن این ماده عبارتند از بدنه و عرشه قایق، ابزار و قالب، پانل های كف و سطوح آیرودینامیكی كامیون، محفظه و پره توربین بادی، پانل های داخل قطار و وسایل ورزشی. با پوشاندن یك صفحه سرامیكی با این الیاف پیش آغشته، یك صفحه ضدگلوله تولید میشود كه میتواند برای در خودروها و ساختمان های ضدگلوله به كار گفته شود.
دیگر كاربردها موردانتظار عبارتند از ترمیم سریع و در محل سازه های زیربنایی و جلوگیری زا خوردگی و تعمیر سازه های فلزی و بتنی. به عنوان مثال میتوان دور لوله های فلزیخورد شده كه نشتی دارند را با این پیش آغشته ها پوشاند و سریعاً آن را پخت.
همچنین میتوان برای ایجاد یك لایه محافظ مقاوم به خوردگی، این الیاف پیش آغشته را دور كابل های ولتاژ بالا پیچید.
كومان می گوید كه نخستین بازارهای هدف آستریلین كامپوزیتز، صنایع شیمیایی و خوردگی (شامل بخش های آب، فاضلاب و...)، دفاعی (صفحات ضدگلوله)، دریایی (بدنه قایق) و انرژی بادی است. او اضافه می كند كه یك تولیدكننده پره های 10-4 متری توربین بادی در ویكتوریا، به تازگی این فنآوری را به كار گرفته و با تغییر روش تزریق رزین در كیسه خلاء به فنآوری آسپرگ یووی زمان تولید را حدود 70 درصد كاهش داده است.
محصولات دیگری نیز درحال توسعه اند. آسپرگ یووی او برای كنترل خوردگی طراحی میشود. این ماده از بافت الیاف شیشه چندمحوره و رزین وینیل استر با یا بدون یك پوشش سطحی مقاوم در برابر مواد شیمیایی تهیه میشود. كاربردهای بالقوه این ماده عبارتند از آستر مخازن، بازسازی مخازن ذخیره، تعمیر لوله های زیرزمینی، محافظت از لوله كشی ها، استحكام بخشی سطوح خورده شده، محافظت از بتن و آسترهای ضد آب.
آسپرگ اف آر یك محصول دیرسوز بر پایه رزین های وینیل استر و پلی استر اصلاح شده است و برای كاربردهای حمل نقلی همانند قطعات مبلمان داخلی قطار و قایق های موتوری طراحی شده است.
آستریلین كامپوزیتز بر روی تركیبات دیگر رزین و تقوست كننده نیز كار می كند. الیاف آرامید و كربن نیز میتواند همراه با مقداری شیشه برای اطمینان از انتقال پرتوی فرابنفش به كار گرفته شود.
تمامی محصولات، سفارشی ساخته میشوند ولی زمان انجام سفارش بسیار كوتاه است. از آنجاییكه این پیش آغشته ها نیازی به نگهداری در یخچال ندارند و میتوانند برای 12 ماه ذخیره شوند، حمل و نقل آنها آسان است.
محصولی جدید
شركت آستریلین كامپوزیتز شركتی با زمینه كاری نساجی و زیرمجموعه اسپشالتی گروپ است كه خود یك شركت تولیدكننده بافته های صنعتی و متخصص در زمینه الیاف بافته با كاربری لایه گذاری و پوششی برای كاربردهای حفاظت شخصی، صنعتی و پزشكی به شمار می اید. این شركت در محلی نزدیك به كارخانه مادر در مورابین نزدیك ملبورن قرار دارد.
دكتر فلوریناكومان مدیر توسعه بازرگانی و فنی این شركت درخصوص چگونگی شروع به كار این شركت برای عرضه محصولات نو به بازار كامپوزیت استرالیا اینگونه توضیح می دهد: "از تولیدكنندگان محصولات كامپوزیتی نظرسنجی شد. نتیجه این بود كه میزان سرمایه گذاری كم و به كارگیری رزین های پلی استر یا وینیل استر (شایع ترین رزین های مصرفی) دو معیار اساسی موردنظر آنان است." دو سال تحقیق منجر به راه اندازی نخستین خط تولید استریلین كامپوزیت یعنی آسپرگ یووی شد؛ الیاف پیش آغشته ای كه با نور فرابنفش پخت میشوند. در این فنآوری ثبت شده، تقویت كننده شیشه ای با رزین پلی استریا وینیل استر تركیب میشود. این تقویت كننده میتواند به شكل های گوناگون ازجمله مت سوزنی، پارچه بافته، الیاف چندمحوره یا نبافته یا تركیبی از اینها باشد كه برای تهیه یك پیش آغشته چندلایه به كار می روند.
آستریلین كامپوزیتز تولید خود را در سال 2004 آغاز كرده است. این كارخانه الیاف بافته را می خرد و درصورت نیاز آنها را با یك دستگاه یافت تعدیل كرده و سپس با یك آغشته ساز منحصر به فرد، الیاف را به رزین آغشته می كند.
این الیاف پیش آغشته (كه بین دو لایه محافظ ساندویچ میشوند) به صورت طاقه ای و در یك كیسه آلومینیومی بسته بندی و عرضه میشوند. این محصول در حال حاضر در طاقه های 50-40 كیلوگرمی و عرض 127-100 سانتیمتر عرضه میشود. برخلاف پیش آغشته های معمولی كه باید رد یخچال نگهداری شوند، آستریلین كامپوزیتز ادعا می كند كه آسپرگ یووی در بسته های فویلی بدون منفذ، در هر دمایی تا 12 ماه قابل نگهداری است.
ساخت قطعه
فرآیند ساخت قطعه از آسپرگ یووی باید ازجمله روش های كیسه خلاء باشد. بنابراین قالب مورداستفاده باید برای این فرآیند مناسب باشد. وقتی الیاف پیش آغشته از فویل آلومینیومی بیرون آورده میشود، قابل انعطاف، شكل پذیر و آماده كاربرد است. این الیاف پس از برش، از لایه پلیتنی بیرون آورده شده و مانند معمول در قالب خوابانده میشود. سپس قالب در كیسه ای قرار گرفته و با یك پمپ مكش مناسب در آن خلاء ایجاد میشود. تنها تجهیزات موردنیاز برای این فرآیند علاوه بر كیسه خلاء و پمپ، منبع نور فرابنفش است. مایكل لییپنیك مدیر عملیات این شركت برای هر 30 سانتی متر مربع از كامپوزیت، یك لامپ توصیه می كند. به این ترتیب برای قطعه ای به ابعاد 44/2 × 22/1 مترمربع حدود 10 لامپ نیاز است. این لامپ ها، لامپ های هالید لزی یا بخار جیوه 400 وات هستند كه معمولاً برای روشنایی كارخانه یا انبار استفاده میشوند. این لامپ ها از تمام تولیدكنندگان قطعات الكترونیكی قابل تهیه اند.
عمر كاری این پیش آغشته ها، مادامی كه 75 درصد نور از محل كار دور نگهداشته شود، هشت ساعت است. اگر این پیش آغشته ها در محیط بیرونی و زیر نور خورشید قرار داده شوند پس از حدود یك روز پخت خواهند شد؛ گزینه ای واقع بینانه برای استرالیا، اگر زمان مهم نباشد.
در معرض نور فرابنفش این پیش آغشته ها بسیار سریع پخت میشوند. پخت یك لایه به ضخامت یك میلی متر حدود 3 دقیقه زمان می برد و قطعه ای با ضخامت 45 میلی متر در عرض 45 دقیقه پخت میشود. بلافاصله پس از خاموش كردن لامپ فرابنفش میتوان قطعه را از قالب جدا كرد.
برای اطمینان از پخت تمام قطعه، باید كل سطح چندلایی در معرض نور فرابنفش قرار گیرد. به این ترتیب لامپ ها باید در جاهایی قرار گیرند كه نور به تمام گوشه ها و انحناها برسد. در این روش امكان ندارد محصول زیاده از حد پخت شود و اگر قطعه ای كاملاً پخت نشد، میتوان دوباره آنرا در معرض نور فرابنفش قرار داد.
برتری ها
كومان توضیح می دهد كه فنآوری آسپرگ یووی، كسر حجمی الیاف بالایی (معمولاً 65 درصد) راب ه ارمغان می آورد و بنابراین نسبت به فرآیند لایه چینی دستی، قطعه ویژگیهای مكانیكی بالاتری خواهد داشت.
این فرآیند همچنین منجر به كاهش انتشار استیرن میشود؛ چون حدود 60 درصد استیرن در حین فرآیند پیش آغشته سازی از محصول حذف میشود. قطعات خیلی نازك میتوانند در یك مرحله پخت شوند و محصول نهایی انقباض بسیار كمی از خود نشان می دهد (حدود 2/0 درصد).
شركت آستریلین كامپوزیتز پیك گرمازای این محصول را 100 درجه سانتیگراد (8 لایه، gr/cm2 3000) اعلام كرده است ولی می گوید كه معمولاً مقادیر این عاملپایین تر از پخت یا كاتالیزور است؛ اگرچه ممكن است لامپ ها 30-15 درجه سانتیگراد به گرمای محصول بیفزایند.
لیپنیك اشاره می كند كه به كارگیری این محصولات همراه با مواد مغزی برای تولید سازه های ساندویچی نیز امكان پذیر است. این كار شامل لایه گذاری یك پوشش ژلی (درصورت نیاز) و پوسته خارجی پیش آغشته روی قالب، كیسه كردن و قرار دادن در معرض نور فرابنفش است. سپس دو طرف مغزی با لایه ای از رزین پلی استر پوشش داده میشود و روی لایه پیش آغشته پخت شده قرار داده میشود. سپس پوسته داخلی افزوده شده و كل قطعه با كیسه در معرض پرتوی فرابنفش قرار داده میشود. اگر مغزی شفاف باشد كل قطعه را میتوان در یك مرحله پخت.
كاربردها
آسپرگ یووی هم برای تولیدكنندگان قطعات بزرگ و هم تولیدكنندگان قطعات كوچك مناسب است. كاربردهای ممكن این ماده عبارتند از بدنه و عرشه قایق، ابزار و قالب، پانل های كف و سطوح آیرودینامیكی كامیون، محفظه و پره توربین بادی، پانل های داخل قطار و وسایل ورزشی. با پوشاندن یك صفحه سرامیكی با این الیاف پیش آغشته، یك صفحه ضدگلوله تولید میشود كه میتواند برای در خودروها و ساختمان های ضدگلوله به كار گفته شود.
دیگر كاربردها موردانتظار عبارتند از ترمیم سریع و در محل سازه های زیربنایی و جلوگیری زا خوردگی و تعمیر سازه های فلزی و بتنی. به عنوان مثال میتوان دور لوله های فلزیخورد شده كه نشتی دارند را با این پیش آغشته ها پوشاند و سریعاً آن را پخت.
همچنین میتوان برای ایجاد یك لایه محافظ مقاوم به خوردگی، این الیاف پیش آغشته را دور كابل های ولتاژ بالا پیچید.
كومان می گوید كه نخستین بازارهای هدف آستریلین كامپوزیتز، صنایع شیمیایی و خوردگی (شامل بخش های آب، فاضلاب و...)، دفاعی (صفحات ضدگلوله)، دریایی (بدنه قایق) و انرژی بادی است. او اضافه می كند كه یك تولیدكننده پره های 10-4 متری توربین بادی در ویكتوریا، به تازگی این فنآوری را به كار گرفته و با تغییر روش تزریق رزین در كیسه خلاء به فنآوری آسپرگ یووی زمان تولید را حدود 70 درصد كاهش داده است.
محصولات دیگری نیز درحال توسعه اند. آسپرگ یووی او برای كنترل خوردگی طراحی میشود. این ماده از بافت الیاف شیشه چندمحوره و رزین وینیل استر با یا بدون یك پوشش سطحی مقاوم در برابر مواد شیمیایی تهیه میشود. كاربردهای بالقوه این ماده عبارتند از آستر مخازن، بازسازی مخازن ذخیره، تعمیر لوله های زیرزمینی، محافظت از لوله كشی ها، استحكام بخشی سطوح خورده شده، محافظت از بتن و آسترهای ضد آب.
آسپرگ اف آر یك محصول دیرسوز بر پایه رزین های وینیل استر و پلی استر اصلاح شده است و برای كاربردهای حمل نقلی همانند قطعات مبلمان داخلی قطار و قایق های موتوری طراحی شده است.
آستریلین كامپوزیتز بر روی تركیبات دیگر رزین و تقوست كننده نیز كار می كند. الیاف آرامید و كربن نیز میتواند همراه با مقداری شیشه برای اطمینان از انتقال پرتوی فرابنفش به كار گرفته شود.
تمامی محصولات، سفارشی ساخته میشوند ولی زمان انجام سفارش بسیار كوتاه است. از آنجاییكه این پیش آغشته ها نیازی به نگهداری در یخچال ندارند و میتوانند برای 12 ماه ذخیره شوند، حمل و نقل آنها آسان است.
