Τι είναι τα σύνθετα υλικά και το ανθρακόνημα;

Ινώδη Σύνθετα Υλικά

Τα σύνθετα υλικά δημιουργούνται από τον συνδυασμό δύο ή περισσότερων διαφορετικών υλικών με σκοπό την δημιουργία ενός νέου υλικού με καλύτερες ιδιότητες από αυτές που έχουν τα συνδυαζόμενα υλικά μεμονωμένα.

Τα ινώδη σύνθετα υλικά έχουν εισχωρήσει βαθιά στην βιομηχανία καθώς μπορούν να αντικαταστήσουν μέταλλα ή άλλα υλικά, διατηρώντας τις μηχανικές ιδιότητες, μειώνοντας παράλληλα το βάρος μιας κατασκευής.

Ένα σύνθετο υλικό αποτελείται από την μήτρα και το μέσο ενίσχυσης. 

Ανθρακόνημα

Το ανθρακόνημα πρόκειται για ένα υλικό το οποίο αποτελείται από ίνες άνθρακα. Οι ίνες δημιουργούνται από άτομα άνθρακα των οποίων οι δεσμοί είναι περίπου παράλληλοι με τον άξονα της ίνας.

 

Διαβάστε Περισσότερα

Ιδιότητες Ανθρακονήματος

σε σχέση με τα άμεσα υποκατάστατά του

  Density Modulus (Gpa) Tensile Strength (MPa) Specific stiffness (GPa) Specific Strength (MPa)
Carbon 1.8 230 to 820 2000 to 7000 128 to 455 1111 to 3900
E-Glass 2.5 70 1700 28 680
Aramid 1.4 130 3000 98 2140
Polyethylene 0.97 170 3000 175 3090
HT Steel 7.8 210 750 27 96
Aluminium 2.7 75 260 28 96

Κατασκευαστικές Μέθοδοι

Πως Δουλεύουμε

Σχεδιασμός

Βασικός γνώμονας είναι οι ανάγκες και οι απαιτήσεις του πελάτη ώστε να επέλθει το βέλτιστο αποτέλεσμα.

Κατασκευή Καλουπιού

Ξεκινάει η κατασκευή του καλουπιού που θα δώσει την τελική μορφή στο έργο.

Δημιουργία Υλικού & Προϊόντος

Επιλέγεται η κατασκευαστική μέθοδος ανάλογα με την γεωμετρία και τις ιδιότητες του προϊόντος.

Παράδοση

Ολοκλήρωση, έλεγχος και αποστολή του προϊόντος.

Σχεδιασμός

Βασικός γνώμονας είναι ότι οι ανάγκες και οι απαιτήσεις του πελάτη ώστε να επέλθει το βέλτιστο αποτέλεσμα.

Κατασκευή Καλουπιού

Ξεκινάει η κατασκευή του καλουπιού όπου θα δώσει την τελική μορφή στο έργο.

Δημιουργία Υλικού & Προϊόντος

Ανάλογα με την γεωμετρία και τις ιδιότητες του προϊόντος, επιλέγεται η κατασκευαστική μέθοδος.

Παράδοση

Ολοκλήρωση, έλεγχος και αποστολή του προϊόντος.

Δυνατότητες Εφαρμογής

Αρχιτεκτονικές Εφαρμογές

  • Πόρτες Εισόδου
  • Έπιπλα

Μηχανοκίνητος Αθλητισμός

  • Εξοπλισμός και Επένδυση

Ναυτιλιακά

  • Εξοπλισμός και Επένδυση

Αεροδιαστημική

  • Εξοπλισμός και Επένδυση

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

  • Ανεμογεννήτριες Οριζόντιου Άξονα

Αρχιτεκτονικές Εφαρμογές

  • Πόρτες Εισόδου
  • Έπιπλα

Μηχανοκίνητος Αθλητισμός

  • Εξοπλισμός και Επένδυση

Ναυτιλιακά

  • Εξοπλισμός και Επένδυση

Αεροδιαστημική

  • Εξοπλισμός και Επένδυση

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

  • Ανεμογεννήτριες Οριζόντιου Άξονα

Παραγωγή Προϊόντων από Σύνθετα Υλικά

Κατασκευαστικές Μέθοδοι:


Wet Lay-Up

Το ύφασμα τοποθετείται μέσα σε ένα καλούπι και στη συνέχεια διαχέεται στο εσωτερικό του ρητίνη, έως το σημείο της μέγιστης δυνατής πλήρωσης του (σημείο κορεσμού). Η διαδικασία επαναλαμβάνεται σε περισσότερες από μία στρώσεις υφάσματος, ανάλογα με τις ζητούμενες μηχανικές ιδιότητες. Η κατασκευή αφήνεται σε συνθήκες περιβάλλοντος, ώσπου να ολοκληρωθεί η διαδικασία σκλήρυνσης της ρητίνης. Σημειώνεται ότι πριν την 1η στρώση υφάσματος, μπορεί το καλούπι να επικαλυφθεί με ένα φύλλο μη ενισχυμένου πολυμερούς (gel coat), το οποίο και θα αποτελέσει την εξωτερική επιφάνεια της κατασκευής.

Wet Lay-Up Vacuum Bagging

Τα υφάσματα τοποθετούνται και εμποτίζονται με ρητίνη, όπως στη μέθοδο Wet Lay-up, και στη συνέχεια εφαρμόζεται στην κατασκευή υποπίεση για την καλύτερη ομογενοποίηση του υλικού. Η υποπίεση επιτυγχάνεται μέσω του σφραγίσματος της κατασκευής με χρήση ειδικής σακούλας και αφαίρεσης του αέρα με αντλία κενού.

Vacuum infusion

Η έγχυση ρητίνης εν κενώ (Vacuum infusion) είναι μια διαδικασία κατασκευής προϊόντων από σύνθετα υλικά με χρήση κλειστού καλουπιού. Το σύστημα βρισκόμενο σε υποπίεση, απορροφά τη ρητίνη μέχρι τον πλήρη κορεσμό του μέσου ενίσχυσης. Σημειώνεται ότι η συγκεκριμένη μέθοδος είναι απόλυτα ελεγχόμενη, καθώς διέπεται από το νόμο του Darcy. Οι παράγοντες που την επηρρεάζουν είναι (α) το μέσο ενίσχυσης, (β) το ιξώδες του πολυμερούς και (γ) η διαφορική πίεση μεταξύ ατμόσφαιρας και συστήματος. Εφόσον κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οι τρεις αυτές παράμετροι παραμείνουν σταθερές, η μέθοδος αυτή διασφαλίζει το επιθυμητό αποτέλεσμα. Τέλος, θα πρέπει να αναφερθεί ότι η έγχυση ρητίνης εν κενώ είναι φιλική προς το περιβάλλον, καθώς το σύστημα δεν έρχεται σε επαφή με την ατμόσφαιρα (closed mold process).

Light RTM

Κατά τη μέθοδο LRTM (Light Resin Transfer Molding) χρησιμοποιούνται δύο καλούπια. Το ένα αποτελεί τη βάση και επιστρώνεται με τα υφάσματα και το δεύτερο είναι εύκαμπτο και σφραγίζει με τη βάση, δημιουργώντας ένα κλειστό σύστημα δύο καλουπιών. Στη συνέχεια με ή χωρίς τη βοήθεια αντλίας για τη μεταφορά ρητίνης, επιτυγχάνεται ο κορεσμός του μέσου ενίσχυσης.
Η διαδικασία αυτή εξασφαλίζει: • Υψηλή παραγωγικότητα • Μειωμένα εργατικά κόστη • Καλή επιφάνεια σε αμφότερες τις πλευρές • Υψηλή γεωμετρική ακεραιότητα • Απόλυτο έλεγχο της διαδικασίας • Σταθερές μηχανικές ιδιότητες • Μεγάλη διάρκεια ζωής καλουπιού • Φιλικότητα στο περιβάλλον

Autoclave Prepreg

Στη μέθοδο αυτή χρησιμοποιούνται υφάσματα που εμπεριέχουν συγκεκριμένο ποσοστό ρητίνης (προεμποτισμένα υφάσματα/prepreg). Αφού επιστρωθούν στο καλούπι με κατάλληλη τεχνική, σφραγίζονται και στη συνέχεια η κατασκευή εισέρχεται στον αυτόκλειστο φούρνο (Autoclave). Μέσω εφαρμογής πίεσης στην καμπίνα του φούρνου, υποπίεσης στο σύστημα (κατασκευή με δυο καλούπια), καθώς και υψηλής θερμοκρασίας, εξασφαλίζεται ελεγχόμενα ο πλήρης πολυμερισμός του υλικού επιτυγχάνοντας αναβαθμισμένες μηχανικές ιδιότητες.

Out of Autoclave Prepreg (OOA)

Η μέθοδος αυτή είναι παρόμοια με την μέθοδο Autoclave με τη διαφορά ότι δεν χρησιμοποιείται θετική πίεση στην καμπίνα του φούρνου. Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί συστήματα πολυμερών τα οποία με τις κατάλληλες τεχνικές μπορούν να προσδώσουν μηχανικές ιδιότητες στο υλικό οι οποίες είναι εφάμιλλες με αυτές που αναπτύσσονται μέσω της μεθόδου του αυτόκλειστου φούρνου (autoclave). Αυτό μας δίνει τη δυνατότητα να κατασκευάσουμε προϊόντα υψηλών μηχανικών ιδιοτήτων, χωρίς τη χρήση ακριβού μηχανολογικού εξοπλισμού προσφέροντας ευελιξία στη διαδικασία παραγωγής.

Moldless Constructions

Στη μέθοδο αυτή χρησιμοποιείται ένα προεπεξεργασμένο κομμάτι αφρού (εποξικού, πολυουρεθανικού, XPS, PVC κτλ.), στο οποίο επιστρώνεται το μέσο ενίσχυσης δίνοντάς του την τελική μορφή. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή πρωτοτύπων ή μοντέλων. Συχνά ο αφρός που περικλείεται από το υλικό παραμένει, προσδίδοντας σκληρότητα και ακαμψία στην κατασκευή.