گروه كامپوزیت های پیشرفته (ACG) با گسترش موفقیتش در وسایل نقلیه ورزشی، صنعتی در مقیاس جهانی پایه گذاری كرده است كه تركیب منحصر به فردی از تخصص های مواد، طراحی و ساخت و تولید دارد و راه حل های عملی و مواد نو را برای كاربردهای پیچیده و محصولات سفارشی فراهم می كند.
كامپوزیت های شركت امكو، بیش از 30 سال در صنعت كامپوزیت های پیشرفته فعالیت كرده است. این گروه كه در نخستین روزهای فعالیتش قطعات كامپوزیتی خودروهای مسابقه همانند صفحات بدنه و... را میساخت به زودی دریافت كه اگر از تمام توان این مواد هیجان انگیز بهره برداری شود امكان ساخت نسل جدیدی از خودروهای مسابقه سریع و ایمن از مواد كامپوزیتی وجود دارد. بسیاری از تولیدكنندگان و كاربران خودروهای مسابقه و ورزشی و قایق ها، سال های سال از مواد كامپوزیتی پیشرفته ACG بهره برده اند. برنامه ACG برای ارزیابی مداوم محصولات به توسعه رزین هایی منجر شد كه سال ها به وسیله شركت های مطرح برای تولید سازه های آیرودینامیك كارآمد و زیبا به كار گرفته شده است.
مهندسان طراح امروزی به محصولاتی با ویژگی های زیر دسترسی دارند:
گروهی واقعاً بین المللی
ACG گروهی كاملاً بین المللی است كه در چهار منطقه عمل می كند: دو بخش در انگلستان، یكی در آمریكای شمالی و دیگری در آفریقا. این شركت با استخدام 560 متخصص شامل مهندس طراح، شیمیدان و تركیب ساز مورد حمایت شبكه ای از مدیران گسترش بازار و گروهی از توزیع كنندگان و همچنین عوامل مستقل است. این گروه باتجربه به وسیله یك مركز فنآوری در انگلستان كه سال هاست در زمینه تحقیق و توسعه فنآوری كامپوزیت های تقویت شده با الیاف پیشرفته به صورت متمركز كار می كند پشتیبانی میشود. در این سال ها، ACG درگیر طرح های عظیم توسعه در صنابع دریایی، هوافضا، وسایل نقلیه مسابقه، خودرو، لوازم ورزشی و تفریحی، انرژی بادی، ساختمان و... بوده است. عزم این گروه برای گسترش مرزهای این فنآوری و توسعه راه حل های نوآورانه، منجر به ورود آن در برنامه های فوق به منظور كاربرد موفق فنآوری های نو برای خلق محصولات آینده شده است. آنچه ACG عرضه می كند، سیستم های واكنشی پیشرفته و آماده برای لایه چینی است. اگرچه محصولات استاندارد در دسترسند، این گروه به دنبال تامین محصولات طراحی شده بر مبنای كاربرد است.
نوآوری مداوم
محصولات ACG در طول 10 سال به سرعت تكامل پیدا كردند. این روند با سری رزین LTM (قالبگیری دما پایین) آغاز شد. جنبه كلیدی فنآوری LTM، قابلیت پخت "گام به گام" است. این رزین ها برای پخت در دماهای پایین طراحی شده اند و با عملیات حرارتی بیشتر به سازه های قوی تری تبدیل میشوند. از نقطه نظر كارآیی، این رزین ها ویژگی های مكانیكی و حرارتی بهتری نسبت به محصولات پخت شده در شرایط ویژه دارند. این پایداری بیشتر موجب پخت اولیه رزین در دمای 50 تا 60 درجه سانتیگراد و در نتیجه به كارگیری ابزار نسبتاً ارزان میشود. این پخت بعداً میتواند تا سطوح بالاتر ادامه یابدو پایداری محصول با افزایش دمای پخت بیشتر خواهد شد. این امر در حالی صورت می گیرد كه قطعه بیرون از قالب است و خطر تغییر شكل نیز قطعه را تهدید نمی كند.
رزین های LTM در برابر دماهای بالا فوق العاده مقاومند ولی تردی ذاتی آنها، موجب نامناسب بودن آنهابرای كاربردهای سازه ای شده است. برای شروع واكنش پخت رزین در چندلایی ها پیش آغشته و سفت شدن لایه ها، تركیبی از فشار و حرارت نیاز است كه این امر در روزهای نخست عموماً به معنی متوسل شدن به فرآیند اتوكلاو و دمای بالا بود. اگرچه به كارگیری اتوكلاو راه حل نهایی تولید قطعات كارآمد در بسیاری از صنایع محسوب می شد. لازم بود با تسهیل روش های ساخت و افزایش سفتی، LTM برای بازارهای گسترده تر نیز جذاب شود. این امر محقق شد ولی طبیعت واكنشی سیستم های LTM به معنی عمر كاری نسبتاً كوتاه بود كه پذیرش وسیع تر این مواد را به تاخیر می انداخت. با این وجود، این مواد در پروژه های انحصاری همانند اسپیس شیپ وان (Space Ship One) و گلوبال فلایر (Global Flyer) موفقیت قابل توجهی داشته اند. ACG الیاف پیش آغشته 120 درجه سانتی گرادی استاندارد را همیشه تولید كرده است. این مواد نیز عموماً برای ساخت در اتوكلاو طراحی شده اند ولی بسیاری از آنها برای روش های ساخت كم فشار و تنها در خلاء نیز مناسب بودند؛ اگرچه قابلیت پخت د ردمای پایین سیستم های LTM را نداشتند.
فنآوری های كاملاً كنترل شده
سیستم VTM (قالبگیری با دمای متغیر) ACG، از شیمی پخت رزین های LTM و MTM مشتق شده است و ویژگی های فرآوری در فشار و دمای پایین و دمای پخت قابل انعطاف بین 65 تا 120 درجه سانتی گراد را همزمان با امكان پخت "گام به گام" دارد. به علاوه، دیگر نیازی به پخت محصول در اتوكلاو نیست و عمر كاری بیشتر آن (یك ماه)، فرصت بیشتری را برای تكمیل فرآیند لایه چینی فراهم می كند. برای بهینه سازی ترشوندگی الیاف ویژگی های جریانی رزین كنترل میشود. همانگونه كه قبلاً نیز گفته شد اتوكلاو حد نهایی دستیابی به كیفیت سطح است و فراوری كم فشار الیاف پیش آغشته نیز از كیفیت سطحی ضعیف و بالا بودن حجم كارهای بعدی بر روی سطح رنج می برد.
محصول دیگری كه موازی با VTM عرضه شد و در اصل صنعت خودرو را هدف گرفته بود از سوی صنایع دریایی و خودروهای مسابقه نیز مورد استقبال قرار گرفت. این محصول لایه چینی سریع زیپرگ (ZPREG) است. ویژگیها و مشخصه های این محصول موجب دستیابی به سطح پرداخت نهایی با كیفیت، بدون نیاز به شكل دهی با فشار بالا شد. اگرچه VTM در اصل برای صنایع دریایی طراحی شده، این ماده محصولی ارزشمند برای تولیدكنندگان بسیاری از قطعات است. بسیاری از سازندگان در حال نصب اتوكلاو و به كارگیری سیستم های پخت در دماهای بالاتر هستند.
كاربردهای اخیر
یكی از تازه ترین كاربردهای زیپرگ، شاسی خودروی فاربیواست كه به طور كامل با صفحات الیاف كربنی BPS240 با لایه سطحی یكپارچه اش به عنوان یك سیستم پایدار در دمای بالا، قادر به ایجاد و حفظ سطوح رده A است.
این محصول نسبت به فنآوری های پیش آغشته متداول، دارای ویژگی هایی همانند قالبگیری بهتر، كیفیت سطح پایدار و عالی، شكل دهی مؤثر و صرفه جویی اقتصادی قابل قبول است. صفحات PBS240 در مقایسه با مواد كامپوزیتی پیشرفته متداول میتوانند با ابزار كامپوزیتی ارزان قیمت و با كیفیت قالبگیری شوند. بنابراین زمان تولید آنها تا 15 درصد كاهش می یابد. بسیاری از تجربیات گذشته در نسل بعدی سیستم های تزریق فیلم و پیش آغشته های MTM خارج از اتوكلاو به كار گرفته شدند. با شكل دهی آسانتر و پیشرفت ساز و كارهای افزایش سفتی، این محصولات كارآیی موردنیاز صنعت هوافضا را دارند. محصولاتی همانند MTM444, MTM46, MTM45-1, MTM44-1 از نسل جدید مواد قابل فرآوری خارج از اتوكلاو ACG، در كاربردهای گوناگون نظامی و غیرنظامی در حال استفاده یا بررسی صلاحیت هستند. با طراحی خط فضایی جدید ویرجین گروپ موسوم به ویرجین گالاكتیك، فضاپیماهای تجاری یك قدم دیگر به جلو برخواهد داشت. ویرجین گالاكتیك دارای پنج فضاپیما خواهد بود كه به وسیله اسپیس شیپ كمپانی، سرمایه گذاری مشترك گروه ویرجین و اسكیلد كامپوزیتزاز رزین پیش آغشته MTM45-1 شركت ACG ساخته میشوند.
با بهره گیری از برتری روش شكل دهی خارج از اتوكلاو، ACG با توسعه سری جدید از رزین های LTM خارج از اتوكلاو نیاز رو به رشد به قالب های بزرگتر را رفع می كنند. ACG با نصب تجهیزات شكل دهی پیشرفته الیاف پیش آغشته در محل كارخانه خود در انگلستان، نگاهی به آینده دارد. این خطوط تولید جدید كه بخشی از سرمایه گذاری چند میلیون پوندی كارخانه مادر یعنی اومكو است صحنه را برای موفقیت بیشتر در بازار هوافضا آماده می كند.
منبع: فصلنامه كامپوزیت
كامپوزیت های شركت امكو، بیش از 30 سال در صنعت كامپوزیت های پیشرفته فعالیت كرده است. این گروه كه در نخستین روزهای فعالیتش قطعات كامپوزیتی خودروهای مسابقه همانند صفحات بدنه و... را میساخت به زودی دریافت كه اگر از تمام توان این مواد هیجان انگیز بهره برداری شود امكان ساخت نسل جدیدی از خودروهای مسابقه سریع و ایمن از مواد كامپوزیتی وجود دارد. بسیاری از تولیدكنندگان و كاربران خودروهای مسابقه و ورزشی و قایق ها، سال های سال از مواد كامپوزیتی پیشرفته ACG بهره برده اند. برنامه ACG برای ارزیابی مداوم محصولات به توسعه رزین هایی منجر شد كه سال ها به وسیله شركت های مطرح برای تولید سازه های آیرودینامیك كارآمد و زیبا به كار گرفته شده است.
مهندسان طراح امروزی به محصولاتی با ویژگی های زیر دسترسی دارند:
- استحكام و سفتی ویژه بالا
- وزن كم
- ویژگی های مكانیكی قابل تنظیم
- مقاومت در برابر خوردگی و عوامل طبیعی
- ضریب انبساط حرارتی پایین
- میرایی ارتعاش
- مقاومت به خستگی
- سادگی تعمیرات
گروهی واقعاً بین المللی
ACG گروهی كاملاً بین المللی است كه در چهار منطقه عمل می كند: دو بخش در انگلستان، یكی در آمریكای شمالی و دیگری در آفریقا. این شركت با استخدام 560 متخصص شامل مهندس طراح، شیمیدان و تركیب ساز مورد حمایت شبكه ای از مدیران گسترش بازار و گروهی از توزیع كنندگان و همچنین عوامل مستقل است. این گروه باتجربه به وسیله یك مركز فنآوری در انگلستان كه سال هاست در زمینه تحقیق و توسعه فنآوری كامپوزیت های تقویت شده با الیاف پیشرفته به صورت متمركز كار می كند پشتیبانی میشود. در این سال ها، ACG درگیر طرح های عظیم توسعه در صنابع دریایی، هوافضا، وسایل نقلیه مسابقه، خودرو، لوازم ورزشی و تفریحی، انرژی بادی، ساختمان و... بوده است. عزم این گروه برای گسترش مرزهای این فنآوری و توسعه راه حل های نوآورانه، منجر به ورود آن در برنامه های فوق به منظور كاربرد موفق فنآوری های نو برای خلق محصولات آینده شده است. آنچه ACG عرضه می كند، سیستم های واكنشی پیشرفته و آماده برای لایه چینی است. اگرچه محصولات استاندارد در دسترسند، این گروه به دنبال تامین محصولات طراحی شده بر مبنای كاربرد است.
نوآوری مداوم
محصولات ACG در طول 10 سال به سرعت تكامل پیدا كردند. این روند با سری رزین LTM (قالبگیری دما پایین) آغاز شد. جنبه كلیدی فنآوری LTM، قابلیت پخت "گام به گام" است. این رزین ها برای پخت در دماهای پایین طراحی شده اند و با عملیات حرارتی بیشتر به سازه های قوی تری تبدیل میشوند. از نقطه نظر كارآیی، این رزین ها ویژگی های مكانیكی و حرارتی بهتری نسبت به محصولات پخت شده در شرایط ویژه دارند. این پایداری بیشتر موجب پخت اولیه رزین در دمای 50 تا 60 درجه سانتیگراد و در نتیجه به كارگیری ابزار نسبتاً ارزان میشود. این پخت بعداً میتواند تا سطوح بالاتر ادامه یابدو پایداری محصول با افزایش دمای پخت بیشتر خواهد شد. این امر در حالی صورت می گیرد كه قطعه بیرون از قالب است و خطر تغییر شكل نیز قطعه را تهدید نمی كند.
رزین های LTM در برابر دماهای بالا فوق العاده مقاومند ولی تردی ذاتی آنها، موجب نامناسب بودن آنهابرای كاربردهای سازه ای شده است. برای شروع واكنش پخت رزین در چندلایی ها پیش آغشته و سفت شدن لایه ها، تركیبی از فشار و حرارت نیاز است كه این امر در روزهای نخست عموماً به معنی متوسل شدن به فرآیند اتوكلاو و دمای بالا بود. اگرچه به كارگیری اتوكلاو راه حل نهایی تولید قطعات كارآمد در بسیاری از صنایع محسوب می شد. لازم بود با تسهیل روش های ساخت و افزایش سفتی، LTM برای بازارهای گسترده تر نیز جذاب شود. این امر محقق شد ولی طبیعت واكنشی سیستم های LTM به معنی عمر كاری نسبتاً كوتاه بود كه پذیرش وسیع تر این مواد را به تاخیر می انداخت. با این وجود، این مواد در پروژه های انحصاری همانند اسپیس شیپ وان (Space Ship One) و گلوبال فلایر (Global Flyer) موفقیت قابل توجهی داشته اند. ACG الیاف پیش آغشته 120 درجه سانتی گرادی استاندارد را همیشه تولید كرده است. این مواد نیز عموماً برای ساخت در اتوكلاو طراحی شده اند ولی بسیاری از آنها برای روش های ساخت كم فشار و تنها در خلاء نیز مناسب بودند؛ اگرچه قابلیت پخت د ردمای پایین سیستم های LTM را نداشتند.
فنآوری های كاملاً كنترل شده
سیستم VTM (قالبگیری با دمای متغیر) ACG، از شیمی پخت رزین های LTM و MTM مشتق شده است و ویژگی های فرآوری در فشار و دمای پایین و دمای پخت قابل انعطاف بین 65 تا 120 درجه سانتی گراد را همزمان با امكان پخت "گام به گام" دارد. به علاوه، دیگر نیازی به پخت محصول در اتوكلاو نیست و عمر كاری بیشتر آن (یك ماه)، فرصت بیشتری را برای تكمیل فرآیند لایه چینی فراهم می كند. برای بهینه سازی ترشوندگی الیاف ویژگی های جریانی رزین كنترل میشود. همانگونه كه قبلاً نیز گفته شد اتوكلاو حد نهایی دستیابی به كیفیت سطح است و فراوری كم فشار الیاف پیش آغشته نیز از كیفیت سطحی ضعیف و بالا بودن حجم كارهای بعدی بر روی سطح رنج می برد.
محصول دیگری كه موازی با VTM عرضه شد و در اصل صنعت خودرو را هدف گرفته بود از سوی صنایع دریایی و خودروهای مسابقه نیز مورد استقبال قرار گرفت. این محصول لایه چینی سریع زیپرگ (ZPREG) است. ویژگیها و مشخصه های این محصول موجب دستیابی به سطح پرداخت نهایی با كیفیت، بدون نیاز به شكل دهی با فشار بالا شد. اگرچه VTM در اصل برای صنایع دریایی طراحی شده، این ماده محصولی ارزشمند برای تولیدكنندگان بسیاری از قطعات است. بسیاری از سازندگان در حال نصب اتوكلاو و به كارگیری سیستم های پخت در دماهای بالاتر هستند.
كاربردهای اخیر
یكی از تازه ترین كاربردهای زیپرگ، شاسی خودروی فاربیواست كه به طور كامل با صفحات الیاف كربنی BPS240 با لایه سطحی یكپارچه اش به عنوان یك سیستم پایدار در دمای بالا، قادر به ایجاد و حفظ سطوح رده A است.
این محصول نسبت به فنآوری های پیش آغشته متداول، دارای ویژگی هایی همانند قالبگیری بهتر، كیفیت سطح پایدار و عالی، شكل دهی مؤثر و صرفه جویی اقتصادی قابل قبول است. صفحات PBS240 در مقایسه با مواد كامپوزیتی پیشرفته متداول میتوانند با ابزار كامپوزیتی ارزان قیمت و با كیفیت قالبگیری شوند. بنابراین زمان تولید آنها تا 15 درصد كاهش می یابد. بسیاری از تجربیات گذشته در نسل بعدی سیستم های تزریق فیلم و پیش آغشته های MTM خارج از اتوكلاو به كار گرفته شدند. با شكل دهی آسانتر و پیشرفت ساز و كارهای افزایش سفتی، این محصولات كارآیی موردنیاز صنعت هوافضا را دارند. محصولاتی همانند MTM444, MTM46, MTM45-1, MTM44-1 از نسل جدید مواد قابل فرآوری خارج از اتوكلاو ACG، در كاربردهای گوناگون نظامی و غیرنظامی در حال استفاده یا بررسی صلاحیت هستند. با طراحی خط فضایی جدید ویرجین گروپ موسوم به ویرجین گالاكتیك، فضاپیماهای تجاری یك قدم دیگر به جلو برخواهد داشت. ویرجین گالاكتیك دارای پنج فضاپیما خواهد بود كه به وسیله اسپیس شیپ كمپانی، سرمایه گذاری مشترك گروه ویرجین و اسكیلد كامپوزیتزاز رزین پیش آغشته MTM45-1 شركت ACG ساخته میشوند.
با بهره گیری از برتری روش شكل دهی خارج از اتوكلاو، ACG با توسعه سری جدید از رزین های LTM خارج از اتوكلاو نیاز رو به رشد به قالب های بزرگتر را رفع می كنند. ACG با نصب تجهیزات شكل دهی پیشرفته الیاف پیش آغشته در محل كارخانه خود در انگلستان، نگاهی به آینده دارد. این خطوط تولید جدید كه بخشی از سرمایه گذاری چند میلیون پوندی كارخانه مادر یعنی اومكو است صحنه را برای موفقیت بیشتر در بازار هوافضا آماده می كند.
منبع: فصلنامه كامپوزیت
