The Fundamentals of Resin Cure Cycles

إن دورات العلاج من الارتداد هي درجة الحرارة التي تخضع للمراقبة بعناية، والموجزات الزمنية التي تطبق على مادة مركبة لتحويل الراتنج السائل إلى مصفوفة حرارة صلبة، وهذه العملية، المعروفة باسم المعالجة، تبدأ وتقود الربط بين السلاسل المتعددة الموردات، التي تُملي الميكانيكية والحرارية والخصائص الكيميائية للمركب النهائي، وليست دورة التقويم المصممة على أساس واحد غير مكتمل.

فهم الكثافة المتقاطعة

وتُشير الكثافة العابرة إلى عدد السندات المُثَلَّة بين السلاسل المتعددة المردودة أثناء العلاج، وعادة ما يزيد الكثافة المتقاطعة من التكتلات، ودرجة الحرارة المُتَوَلة من الزُجاج () وخطورة السلاسل الأحادية التي تُعدُّ فيها ، والمقاومة الكيميائية، ولكن يمكنها أيضاً أن تجعل دورة الوزن الميكانيكية أكثر بروزاً.

معدلات الحرارة وصحبة الطول

وهناك معالمانحان في أي دورة علاجية هما معدل الاندفاع (وكيف تتسارع درجة الحرارة) وزمن الدفن (كم تبقى المادة عند درجة الحرارة المستهدفة) ويمكن أن يؤدي ارتفاع معدل الإصابة بالمرض إلى ارتفاع في سرعة التحلل الحراري في المناطق ذات الطول(95) حيث ترتفع الحرارة الناتجة عن تفاعل التكفير عن درجة الحرارة إلى أعلى مما يمكن أن يفرق بين الأشعة المتينية أو يسبب ارتفاعاً في التدرج الحراري.

أنواع العوالق المشتركة وتطبيقاتها

وتتطلب مختلف عمليات التصنيع ومتطلبات الأداء استراتيجيات متمايزة لدورة العلاج، وتقل هذه الاستراتيجيات عن الأنواع الأكثر استخداما، إلى جانب تطبيقاتها النموذجية ومبادلاتها.

الغرفة:

(أ) العلاج في درجة حرارة الغرفة يعتمد على الظروف المحيطة (من الناحية التقريبية 20 إلى 25 درجة مئوية) لتقوية الراتنج، وغالباً ما يكون ذلك بمساعدة حفاز أو أكثر، وهذه الطريقة هي أبسط وأكفأ من حيث التكلفة، ولا تتطلب أي أفران أو أعلاف، وتستخدم على نطاق واسع في رقعة صغيرة من التصلب، وقطع من الحجم المنخفض حيث تكون الطلبات غير كاملة.

Autoclave Cure

(أ) أن يكون استخدام أجهزة التنظيف ذات الفلور أوكتين عالياً، وأن يكون ضغطاً عالياً (من 50 إلى 100) مترياً) على الرطوبة، مما يوفر فوائد رئيسية: تعزيز التوحيد والحد من المحتوى اللاغي، ويُعفي الضغط من التفجرات المتطايرة، ويُستخدم أعلى مستويات التكتل في الأمتعة المحتوية على حرارة، ويُنتج فيها أجزاء من درجة حرارة عالية من الحرارة (120 إلى 180 درجة مئوية)

Resin Transfer Molding (RTM)

وفي إطار آلية الرصد والتحقق، توضع الأورام الجاف في عفن مغلق، وتُحقن الراتنجات السائلة تحت الضغط، وتتألف دورة العلاج من التسخين المسبق للارتفاع في درجة الحرارة التي تُحدثها أجهزة إعادة الترميم، ودرجة الحرارة العالية التي تُستخدم في الرش، ونسبة الحرارة العالية التي تُستخدم فيها، ونسبة الحرارة العالية، ونسبة الحرارة القصوى للأجهزة الصرافية تتراوح بين 90 و150 متراً و120 دقيقة.

خضراء الخضر فقط وزراعة الفرن

أما بالنسبة للتطبيقات التي لا يمكن فيها الضغط على المركبات، فإن أكياس الفراغ التي لا تنطوي على تحدي في الفرن هي بديل شائع، وتُختم في كيس فراغ تحت جو من الضغط وتسخن باستخدام أفران صناعية أو أغطية للتدفئة، وتشبه دورات الترميم التي تستخدم فيها المركبات الفلورية بدورات التلقائية ولكنها تفتقر إلى ضغط إضافي على التوحيد يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع نسبة الضخامة (2 في المائة).

التأمين بعد انتهاء الخدمة

(د) بعد عملية التدفئة، وهي خطوة إضافية مطبقة بعد دورة العلاج الأولية، عادةً عند درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الأولية، والغرض منها هو دفع الراتنج إلى تحويل شبه كامل، إلى أقصى درجة ممكنة [من حيث درجة الحرارة] [من درجة حرارة الجسم] [من درجة حرارة الجسم] [من درجة حرارة الجسم] [من درجة حرارة الجسم] [من درجة حرارة الجسم] إلى درجة حرارة ثابتة] [من المادة 5]، مع التركيز الفلور]، مع التركيز التراكمي]

How Cure Cycles Influence Final Composite Properties

والصلة بين دورة العلاج والخواص المادية الناتجة عن ذلك معقدة ومترابطة، ويفصّل هذا الفرع الآليات المحددة التي تؤثر بها البارامترات العلاجية على خصائص الميكانيكية والحرارية والقابلية للاستمرار.

القوة الميكانيكية والعقيدة

كما أن التوارث الكاملة للربط بين العينات تؤدي إلى مصفوفة أقوى تتحول إلى الألياف بشكل فعال، كما أن دورة العلاج التي تحقق نسبة ٠٩٥ في المائة من التحولات ستؤدي إلى قوة متشابكة وضغطية قريبة من الحد الأقصى النظري لنظام التكرير، وتترك العلاج غير الكامل للمناطق التي يمكن أن تتحول فيها الشق إلى تحت الضغط، وعلى سبيل المثال، فإن نسبة الارتداد غير المضمونة تبلغ ٦٠ في المائة من الحد الأدنى.

المقاومة الحرارية والكيميائية

InFLT temperature (T[FLT:]g

الاستيعاب والزهور

(أ) أن يكون التراكم هو عدو القابلية للتأثر بالصدمات، وأن يكون الصوت بمثابة مسببات للإجهاد، وأن يوفر مسارات للرطوبة في الهواء الطلق، وأن يكون الهواء المشبع بالفلور أو السائل ملوثاً بـ (0 في المائة) وأن يكون النسيج المائي مسبباً للثبات (الانخفاض) وأن يكون التراكم البلاستيكي أكثر من 80 درجة مئوية من الضغط قبل 100 درجة مئوية

الإجهاد والعجز عن التحمل

Insidual stresses arise from two sources during curing: chemical diminishage as the resin cross-links (typverse 2 -7% volumetricage for epoxies), and thermal contraction during cool-down after the medication dwell. If these stresses exceed the transsverse strength of the composite, they can cause microcracking in themel or even delamination.

التقنيات اللازمة لتحقيق الاستخدام الأمثل للمركبات

ويعزز التصنيع المركب الحديث عدة تقنيات تحليلية لتصميم وتثبيت دورات العلاج دون الاعتماد فقط على المحاكمة والخطأ.

قياس التفريق

ويقاس التدفق الحر إلى عينة راتنج أو خارجها، حيث أنه يسخن، وبفحص الراتنج غير المؤمن به بمعدلات تدفئة مختلفة، يمكن للمهندسين أن يحددوا درجة الحرارة القصوى للرد، ودرجة الحرارة القصوى، ومجموع العلاج، ونسبة التلقيم المتراكم عند درجة الحرارة القصوى، ونسبة الـ 120 درجة مئوية.

التحليل الميكانيكي الديناميكي

DMA measures the viscoelastic properties (storage modulus, loss delta) of a composite sample as a function of temperature. During the medication cycle, DMA can be used to monitor the gel point ( where the resintranss from a viscous liquid to a rubbery solid) and the onset of vitrification (where it becomes a glassy solidven).

نموذج كينيتيكات العملاء

Sftware packages (e.g., Hexcel’s medication modeling tools) or general finite element analysis with coupled thermochemical solvers) allow engineers to simulate the temperature and degree of medication distribution inside a complex geometry during the entire medication cycle.

اعتبارات التصنيع - الرعاية السريعة

وتضع صناعات مختلفة قيودا فريدة على دورات العلاج استنادا إلى متطلبات السلامة والتكاليف والحجم.

الفضاء الجوي

(د) إن صناعة الفضاء الجوي تتطلب أعلى مستوى من الاتساق والجودة في المواد، ويجب أن تنتج دورات الطبخ أجزاء باطلة تقل عن 1 في المائة، T[FLT:](g) تتجاوز قيمتها 200 °C بالنسبة للهياكل الأساسية، كما أن العلاج بالبعد يمكن التنبؤ به هو معياري، مع وجود رقابة صارمة على درجة الحرارة(3).

السيارات

أما تركيبات التحلل الذاتي فيجب إنتاجها بكميات عالية )عشرات الآلاف من أجزاء السنة( بتكلفة منخفضة، مما يدفع فترات الدورة إلى ٢-٥ دقائق بالنسبة لعناصر البوليمر المعززة من ألياف الكربون في مركبات أقساط، أما نظم التكرير السريع )مثلا، ٢-٣ دقيقة من فترات التحلل عند ١٥٠ درجة مئوية( فتستخدم في أجهزة الصراف الآلي ذات الضغط العالي.

الطاقة الفائزة

أما اللوم الريحي فيكون من أكبر الهياكل المركبة التي تم بناؤها على الإطلاق، حيث تتجاوز طولها 100 متر، ويجب أن تُعالج دورة العلاج حرائق سميكة جداً (حتى 100 ملم في المنطقة الأصلية) ومناطق سطحية كبيرة، ودرجة الحرارة القصوى (التي تُستخدم في الرش) هي العملية الغالبة.([و)

الاتجاهات المستقبلية في تصميم دورة العملاء

وأخيراً، فإن دفع زيادة الإنتاجية وتحسين النوعية والاستدامة يؤدي إلى الابتكار في تكنولوجيا دورة العلاج. [[تعالج] عملية الرصد الموقعي ] باستخدام أجهزة الاستشعار الضوئية التي تستخدم الألياف (مثل أجهزة الاستشعار من نوع FBG) أو تحليل الديولوجيات يتيح تعديل دورة العلاج في الوقت الحقيقي استناداً إلى الشكل الفعلي للمواد بدلاً من تحديد الوقت اللازم.

خاتمة

إن دورة علاج الراتنج هي أكثر بكثير من مواصفات العملية؛ فهي العامل الوحيد الأكثر تأثيرا في تحديد الخصائص النهائية للمواد المركبة، ومن الكثافة الشاملة للشبكة ودرجة الانتقال من الزجاج إلى الإجهاد المتبقي والمحتوى الباطني، فإن كل جانب من جوانب الأداء يرتبط بكيفية معالجة الراتنج، ويجب على المهندسين أن يقتربوا من تصميم دورة العلاج بمزيج من المعارف العلمية المادية، وأدوات التحفيز، ورصد العمليات لتحقيق التوازن المنشود.