لايه گذاري دستي

لايه گذاري دستي يا hand lay up

در اين روش، ابتدا رها ساز روي سطح قالب اسپري مي‌شود تا جدا كردن قطعه ساخته شده به سهولت انجام بگيرد. سپس ژل كوت روي آن اعمال مي‌شود تا سطح قطعه از نظر كيفيت و ظاهر، سطح مطلوبي باشد. آنگاه الياف رو يا درون قالب قرار مي‌گيرند و رزين با دست روي آنها ريخته شده، توسط قلم و يا غلطك آغشته سازي كامل مي‌شود. همچنين اين امكان وجود دارد كه الياف ابتدا به رزين آغشته شود و بعد لايه گذاري انجام گيرد حبابهاي هواي گير كرده در قطعه با حركت قلم يا غلطك و فشار دادن الياف خارج مي‌شوند. لايه گذاري و آغشته سازي تا رسيدن به ضخامت مورد نظر ادامه مي‌يابد. قطعه معمولاً در فشار و دماي محيط پخت مي‌شود. با كاتاليزور و شتابدهنده زمان پخت را مي‌توان تنظيم نمود
بيشترين رزينهاي مورد استفاده، پلي استر و اپوكسي مي‌باشد. پلي استر بدليل قيمت ارزان، در دسترس بودن و سهولت كار، رزين مطلوبي محسوب مي‌شود. همچنين پلي استر به راحتي با رهاسازهاي استاندارد، از قالب جدا مي‌شود. به منظور كاهش جمع شدگي قطعه كه منجر به تابيدگي و موجدار شدن سطح مي‌شود، از فيلرهايي مانند تالك و كربنات كلسيم استفاده مي‌كنند. اپوكسي‌ها گران قيمتند ولي خواص بهتري دارند. رهاسازهاي قالب براي فرمولاسيون ضروري است و در غير اينصورت قطعه به قالب مي‌چسبد و منجر به مشكلات جداكردن قطعه از قالب، تابيدگي، صدمه به قطعه و حتي قالب مي‌شود.در فرمولاسيون هر دو رزين مي‌توان افزودني‌هاي ضد شعله يا خود خاموش كن را وارد كرد. اپوكسي بيشتر به خاطر پايداري ابعادي و استحكام بالا استفاده مي‌شود در حاليكه پلي استر در حجمهاي بالا و در كاربردهاي معمولي استفاده مي‌شود.

الياف شيشه متداولترين تقويت كننده در كامپوزيتهاي ساخته شده به روش لايه گذاري دستي مي‌باشند. اين الياف از رشته‌هاي نازكي كه با سيلان اصلاح سطح شده‌اند، تشكيل شده‌اند. سيلان چسبندگي رزين به الياف را بهبود مي‌بخشد.در اين فرآيند انواع الياف از قبيل پارچه، نمد، الياف كوتاه و رشته‌اي استفاده مي‌شود و شكل الياف خيلي نقش بحراني در اين فرآيند ندارد. ولي البته الياف پارچه‌اي و نمد بيشتر استفاده مي‌شود.
لايه گذاري دستي در حدود سالهاي 1940 ابداع شد و مواد و روشها تفاوتهاي چنداني از آن وقت تا كنون نكرده‌اند، لايه گذاري دستي هنوز وابسته به مهارت كارگر مي‌باشد. اين فرآيند در ساخت كشتي با موفقيت بكار گرفته شده است.
ساير قطعات ساخته شده به اين روش عبارتند از گنبدها(radomes)، كانالهاي آب، استخر، تانكر، ميز و صندلي، تجهيزات محيطهاي خورنده، قطعات خودرو، اطاقك و خانه‌هاي پيش ساخته، صفحات صاف و موجدار، نمونه سازي و قالبهاي كامپوزيتي.
مهمترين امتيازات سيستم‌هاي پلي استر يا اپوكسي در روش لايه گذاري دستي عبارتند از: سهولت ساخت، ارزاني ابزار كار، رنگ آميزي‌هاي مختلف، خواص مناسب براي كاربردهاي مورد نظر، امكان ساخت قطعات بزرگ يك فرآيندساده لايه گذاري دستي، روي يك قالب نر يا درون قالب ماده امكان پذير است. انتخاب قالب بستگي دارد به اين دارد كه كدام طرف قطعه از نظر ظاهري داراي اهميت است. اگر سطح بيروني مهم باشد از قالب ماده استفاده مي‌شود و اگر سطح داخلي اهميت داشته باشد از قالب نر.
اگر كيفيت بالاي سطح مورد نظر باشد، يك لايه از رزين داراي كاتاليزور روي قالب اسپري مي‌شود و اجازه مي‌‌‌يابد تا نيم پخت شود. اين لايه رزيني ژل كوت ناميده مي‌شود و يك لايه محافظ غير قابل نفوذ روي الياف تشكيل مي‌دهد. رزينهاي ژل كوت براي اينكار فرموله مي‌شوند تا منعطف بوده، در برابر تاول و تخريب مقاوم باشند.سطح ديگر كامپوزيت معمولا زبر مي‌باشد ولي با بكار گيري يك سلفون يا فيلمي از جنس پلي وينيل الكل يا مواد مشابه، كمي با كيفيت تر مي‌شود. مواد زيادي براي ساخت قالب استفاده مي‌شوند از جمله چوب، پلي استر، اپوكسي، لاستيك و فولاد.
روش پيش آغشته مي‌تواند به عنوان ادامه روش لايه گذاري دستي در نظر گرفته شود. در اين فرايند الياف با رزين فرمول شده آغشته مي‌شود. تقويت كننده معمولا بصورت نوارهاي تك جهته از الياف يا پارچه بافته شده مي‌باشد و به منظور سهولت حمل و نقل و انبار، نيم پخت مي‌شوند. پيش آغشته نيم پخت، چرم مانند است و كمي چسبنده، بنابراين لايه‌ها روي شكل‌هاي پيچيده سر نمي‌خورند و مي‌توانند شكل برجستگي‌هاي قالب را به خود بگيرند و در نتيجه شكل‌هاي پيچيده به دقت قابل قالبگيري مي‌باشند.
از آنجا كه فرمولاسيون رزين در پيش آغشته داراي شروع كننده مي‌باشد، داراي تاريخ مصرف مي‌باشد و پيش از چند روز يا چند هفته نمي‌توان آنرا در دماي اطاق نگهداري نمود. بنابراين آنها را در فريزر نگهداري مي‌كنند تا تاريخ مصرف آنها به يك سال و يا حتي بيشتر برسد.معمولاً پيش آغشته‌ها با تجهيزات ساخت مخصوص ساخته مي‌شوند تا درصد رزين و الياف كنترل ‌شود. آغشته سازي كامل الياف با رزين مشكل نواحي آكنده از رزين( resin reach ) و عاري از آن را حل مي‌كند. در نتيجه همگوني بهتري نسبت به لايه گذاري دستي حاصل مي‌شود. بنابراين از پيش آغشته در جاهايي استفاده مي‌شود كه كارايي قطعه حساس است. تقريبا تمام رزينهاي مورد مصرف صنايع كامپوزيت، به شكل پيش آغشته نيز وجود دارند.

منبع : شبکه ایران کامپوزیت