Misurazione delle proprietà meccaniche di laminati compositi polimerici di rinforzo in fibra di vetro ottenuti da diversi processi di fabbricazione

Sommario

Questo documento descrive un processo di fabbricazione per laminati compositi a matrice polimerica rinforzata con fibre ottenuti utilizzando il metodo del lay-up a mano bagnata/sacchetto sottovuoto.

Abstract

Il tradizionale processo di laminazione a mano bagnata (WL) è stato ampiamente applicato nella produzione di laminati compositi in fibra. Tuttavia, a causa dell'insufficienza della pressione di formatura, la frazione di massa della fibra si riduce e molte bolle d'aria rimangono intrappolate all'interno, con conseguenti laminati di bassa qualità (bassa rigidità e resistenza). Il processo di laminazione a mano bagnata/sacchetto sottovuoto (WLVB) per la fabbricazione di laminati compositi si basa sul tradizionale processo di laminazione a mano bagnata, utilizzando un sacchetto sottovuoto per rimuovere le bolle d'aria e fornire pressione, quindi eseguendo il processo di riscaldamento e polimerizzazione.

Rispetto al tradizionale processo di laminazione manuale, i laminati prodotti con il processo WLVB mostrano proprietà meccaniche superiori, tra cui una migliore resistenza e rigidità, una maggiore frazione di volume delle fibre e una minore frazione di volume dei vuoti, che sono tutti vantaggi per i laminati compositi. Questo processo è completamente manuale ed è fortemente influenzato dalle competenze del personale addetto alla preparazione. Pertanto, i prodotti sono soggetti a difetti come vuoti e spessori irregolari, che portano a qualità e proprietà meccaniche instabili del laminato. Pertanto, è necessario descrivere con precisione il processo WLVB, controllare con precisione le fasi e quantificare i rapporti dei materiali, al fine di garantire le proprietà meccaniche dei laminati.

Questo documento descrive il meticoloso processo del processo WLVB per la preparazione di laminati compositi di rinforzo in fibra di vetro (GFRP) intrecciati a tinta unita. Il contenuto di volume di fibre dei laminati è stato calcolato utilizzando il metodo della formula e i risultati calcolati hanno mostrato che il contenuto di volume di fibre dei laminati WL era del 42,04%, mentre quello dei laminati WLVB era del 57,82%, con un aumento del 15,78%. Le proprietà meccaniche dei laminati sono state caratterizzate mediante prove di trazione e di impatto. I risultati sperimentali hanno rivelato che con il processo WLVB, la resistenza e il modulo dei laminati sono stati aumentati rispettivamente del 17,4% e del 16,35% e l'energia specifica assorbita è aumentata del 19,48%.

Introduzione

Il composito polimerico rinforzato con fibre (FRP) è un tipo di materiale ad alta resistenza prodotto mescolando il rinforzo in fibra e le matrici polimeriche ^1,2,3. È ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale ^4,5,6, edile^7,8, automobilistico 9 e marino^10,11 grazie alla sua bassa densità, all'elevata rigidità e resistenza specifiche^, alle proprietà ....

Protocollo

1. Preparazione del materiale

1. Taglia otto pezzi di tessuto in fibra di vetro intrecciato da 300 mm x 300 mm con le forbici. Fissare prima il taglio con del nastro adesivo per evitare che i filamenti di fibra cadano.
   NOTA: Indossare una maschera e guanti per evitare la puntura delle dita e l'inalazione di filamenti durante il taglio del tessuto. Non solo il tessuto in fibra di vetro intrecciato, ma anche il tessuto unidirezionale e altri tipi di fibra, come la fibra di carbonio e la fibra aramidica.
2. Pesare 260 g di resina epossidica e 78 g di indurente secondo il rapporto di massa di 10:3.
   NOTA: Si consiglia di utilizzare il r....

Risultati

La Tabella 1 mostra la frazione di volume delle fibre, lo spessore medio e il processo di fabbricazione dei campioni. Il G8-WLVB e il G8-WL rappresentano i laminati costituiti da tessuto di vetro a 8 strati prodotti rispettivamente mediante laminazione a mano bagnata con e senza il processo del sacchetto sottovuoto. Ovviamente, con l'assistenza del sacchetto sottovuoto, i laminati hanno un aumento del 15,78% della frazione volumetrica della fibra, oltre ad una riduzione del 16,27% dello spessore medio.

Discussione

Questo documento si concentra sui due diversi processi di fabbricazione per il metodo di laminazione manuale a basso costo. Pertanto, sono stati selezionati due processi di fabbricazione da descrivere attentamente in questo documento, che sono più semplici, più facili da padroneggiare, con costi di investimento inferiori e adatti alla produzione con modifica dei materiali in laboratori e fabbriche su piccola scala. Durante la polimerizzazione dei laminati, l'elevata pressione di consolidamento gioca un ruolo importante n.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
tessuto traspirante	Easy composites	BR180
macchina per prove di impatto a peso gocciolante	Instron	9340
Matrice epossidica	Axson Technologies	5015/5015
fibra di vetro	Weihai Guangwei Composites	W-9311
film di rilascio non poroso	Easy composites	R240
Peel ply& nbsp;	Sino Composite	CVP200
film perforato rilasciato	Easy composites	R120-P3
macchina di prova	ZwickRoell	250kN
film sottovuoto	Easy composites	GVB200