Pembuatan Bahan Komposit & Komposit

Secara ringkasnya, KOMPOSIT atau BAHAN KOMPOSIT ialah bahan yang terdiri daripada dua atau berbilang bahan dengan sifat fizikal atau kimia yang berbeza, tetapi apabila digabungkan ia menjadi bahan yang berbeza daripada bahan konstituen. Kita perlu menunjukkan bahawa bahan konstituen kekal berasingan dan berbeza dalam struktur. Matlamat dalam pembuatan bahan komposit adalah untuk mendapatkan produk yang lebih unggul daripada juzuknya dan menggabungkan ciri-ciri yang diingini setiap juzuk. Sebagai contoh; kekuatan, berat rendah atau harga yang lebih rendah mungkin menjadi pendorong di sebalik mereka bentuk dan menghasilkan komposit. Jenis komposit yang kami tawarkan ialah komposit bertetulang zarah, komposit bertetulang gentian termasuk komposit seramik-matriks / polimer-matriks / logam-matriks / karbon-karbon / hibrid, komposit berstruktur & berlapis & berstruktur sandwic dan komposit nano.

 

Teknik fabrikasi yang kami gunakan dalam pembuatan bahan komposit ialah: Pultrusion, proses pengeluaran prepreg, penempatan gentian lanjutan, penggulungan filamen, penempatan gentian disesuaikan, proses susun semburan gentian kaca, tufting, proses lanxide, z-pinning.
Banyak bahan komposit terdiri daripada dua fasa, matriks, yang berterusan dan mengelilingi fasa lain; dan fasa tersebar yang dikelilingi oleh matriks.
Kami mengesyorkan anda klik di sini untukMUAT TURUN Ilustrasi Skema Pembuatan Komposit dan Bahan Komposit kami oleh AGS-TECH Inc.
Ini akan membantu anda memahami dengan lebih baik maklumat yang kami berikan kepada anda di bawah. 

 

• KOMPOSIT BERTETULANG ZARAH : Kategori ini terdiri daripada dua jenis: Komposit zarah besar dan komposit diperkuatkan serakan. Dalam jenis terdahulu, interaksi zarah-matriks tidak boleh dirawat pada tahap atom atau molekul. Sebaliknya mekanik kontinum adalah sah. Sebaliknya, zarah komposit yang diperkuatkan serakan biasanya jauh lebih kecil dalam julat berpuluh-puluh nanometer. Contoh komposit zarah besar ialah polimer yang telah ditambah pengisi. Pengisi meningkatkan sifat bahan dan mungkin menggantikan beberapa isipadu polimer dengan bahan yang lebih menjimatkan. Pecahan isipadu dua fasa mempengaruhi tingkah laku komposit. Komposit zarah besar digunakan dengan logam, polimer dan seramik. CERMETS adalah contoh komposit seramik / logam. Cermet kami yang paling biasa ialah karbida bersimen. Ia terdiri daripada seramik karbida refraktori seperti zarah tungsten karbida dalam matriks logam seperti kobalt atau nikel. Komposit karbida ini digunakan secara meluas sebagai alat pemotong untuk keluli yang dikeraskan. Zarah karbida keras bertanggungjawab untuk tindakan pemotongan dan keliatannya dipertingkatkan oleh matriks logam mulur. Oleh itu, kami memperoleh kelebihan kedua-dua bahan dalam komposit tunggal. Satu lagi contoh biasa bagi komposit zarah besar yang kami gunakan ialah zarah hitam karbon dicampur dengan getah tervulkan untuk mendapatkan komposit dengan kekuatan tegangan tinggi, keliatan, rintangan koyakan dan lelasan. Contoh komposit yang diperkuatkan serakan ialah logam dan aloi logam yang dikuatkan dan dikeraskan oleh serakan seragam zarah halus bahan yang sangat keras dan lengai. Apabila kepingan aluminium oksida yang sangat kecil ditambah pada matriks logam aluminium, kami memperoleh serbuk aluminium tersinter yang mempunyai kekuatan suhu tinggi yang dipertingkatkan. 

 

• KOMPOSIT BERTETULANG FIBER: Kategori komposit ini sebenarnya adalah yang paling penting. Matlamat untuk dicapai ialah kekuatan tinggi dan kekakuan per unit berat. Komposisi gentian, panjang, orientasi dan kepekatan dalam komposit ini adalah penting dalam menentukan sifat dan kegunaan bahan ini. Terdapat tiga kumpulan gentian yang kami gunakan: misai, gentian dan wayar. WHISKERS adalah kristal tunggal yang sangat nipis dan panjang. Mereka adalah antara bahan yang paling kuat. Beberapa contoh bahan misai ialah grafit, silikon nitrida, aluminium oksida.  FIBERS sebaliknya kebanyakannya polimer atau seramik dan berada dalam keadaan polihablur atau amorfus. Kumpulan ketiga ialah WIRES halus yang mempunyai diameter yang agak besar dan selalunya terdiri daripada keluli atau tungsten. Contoh komposit bertetulang dawai ialah tayar kereta yang menggabungkan dawai keluli di dalam getah. Bergantung pada bahan matriks, kami mempunyai komposit berikut:
KOMPOSIT POLIMER-MATRIK : Ini diperbuat daripada resin polimer dan gentian sebagai bahan tetulang. Subkumpulan ini dipanggil Polimer Bertetulang Gentian Kaca (GFRP) Komposit mengandungi gentian kaca berterusan atau tidak selanjar dalam matriks polimer. Kaca menawarkan kekuatan yang tinggi, ia menjimatkan, mudah dibuat menjadi gentian, dan lengai secara kimia. Kelemahannya ialah ketegaran dan kekakuan yang terhad, suhu perkhidmatan hanya sehingga 200 – 300 Celcius. Gentian kaca sesuai untuk badan automotif dan peralatan pengangkutan, badan kenderaan marin, bekas penyimpanan. Ia tidak sesuai untuk aeroangkasa mahupun pembuatan jambatan kerana ketegaran yang terhad. Subkumpulan lain dipanggil Komposit Polimer Bertetulang Gentian Karbon (CFRP). Di sini, karbon ialah bahan gentian kami dalam matriks polimer. Karbon terkenal dengan modulus dan kekuatan spesifiknya yang tinggi serta keupayaannya untuk mengekalkannya pada suhu tinggi. Gentian karbon boleh menawarkan modul tegangan standard, pertengahan, tinggi dan ultratinggi kepada kami. Tambahan pula, gentian karbon menawarkan ciri fizikal dan mekanikal yang pelbagai dan oleh itu sesuai untuk pelbagai aplikasi kejuruteraan tersuai khusus. Komposit CFRP boleh dipertimbangkan untuk mengeluarkan peralatan sukan dan rekreasi, kapal tekanan dan komponen struktur aeroangkasa. Namun, subkumpulan lain, Komposit Polimer Bertetulang Gentian Aramid juga merupakan bahan berkekuatan tinggi dan modulus. Nisbah kekuatan kepada berat mereka sangat tinggi. Gentian aramid juga dikenali dengan nama dagang KEVLAR dan NOMEX. Di bawah ketegangan mereka berprestasi lebih baik daripada bahan gentian polimer lain, tetapi mereka lemah dalam pemampatan. Gentian aramid adalah tahan lasak, tahan hentaman, rayapan dan tahan lesu, stabil pada suhu tinggi, lengai secara kimia kecuali terhadap asid dan bes yang kuat. Gentian Aramid digunakan secara meluas dalam barangan sukan, jaket kalis peluru, tayar, tali, sarung kabel gentian optik. Bahan tetulang gentian lain wujud tetapi digunakan pada tahap yang lebih rendah. Ini adalah boron, silikon karbida, aluminium oksida terutamanya. Bahan matriks polimer sebaliknya juga kritikal. Ia menentukan suhu perkhidmatan maksimum komposit kerana polimer umumnya mempunyai suhu lebur dan degradasi yang lebih rendah. Poliester dan ester vinil digunakan secara meluas sebagai matriks polimer. Resin juga digunakan dan mereka mempunyai rintangan kelembapan dan sifat mekanikal yang sangat baik. Contohnya resin polimida boleh digunakan sehingga kira-kira 230 Darjah Celcius. 
KOMPOSIT LOGAM-MATRIK : Dalam bahan ini kita menggunakan matriks logam mulur dan suhu perkhidmatan secara amnya lebih tinggi daripada komponen konstituennya. Jika dibandingkan dengan komposit polimer-matriks, ini boleh mempunyai suhu operasi yang lebih tinggi, tidak mudah terbakar, dan mungkin mempunyai ketahanan degradasi yang lebih baik terhadap cecair organik. Walau bagaimanapun, mereka lebih mahal. Bahan tetulang seperti misai, zarah, gentian selanjar dan tak selanjar; dan bahan matriks seperti kuprum, aluminium, magnesium, titanium, aloi super sedang digunakan. Contoh aplikasi ialah komponen enjin yang diperbuat daripada matriks aloi aluminium yang diperkukuh dengan aluminium oksida dan gentian karbon. 
KOMPOSIT SERAMIK-MATRIK : Bahan seramik terkenal dengan kebolehpercayaan suhu tinggi yang sangat baik. Walau bagaimanapun ia sangat rapuh dan mempunyai nilai yang rendah untuk keliatan patah. Dengan memasukkan zarah, gentian atau misai satu seramik ke dalam matriks seramik yang lain, kami dapat mencapai komposit dengan keliatan patah yang lebih tinggi. Bahan terbenam ini pada asasnya menghalang perambatan retak di dalam matriks dengan beberapa mekanisme seperti memesongkan hujung retak atau membentuk jambatan merentasi muka retak. Sebagai contoh, alumina yang diperkukuh dengan misai SiC digunakan sebagai sisipan alat pemotong untuk pemesinan aloi logam keras. Ini boleh mendedahkan prestasi yang lebih baik berbanding dengan karbida bersimen.  
KOMPOSIT KARBON-KARBON : Kedua-dua tetulang dan juga matriks adalah karbon. Mereka mempunyai modulus tegangan tinggi dan kekuatan pada suhu tinggi melebihi 2000 Centigrade, rintangan rayapan, keliatan patah yang tinggi, pekali pengembangan haba yang rendah, kekonduksian haba yang tinggi. Ciri-ciri ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan rintangan kejutan haba. Kelemahan komposit karbon-karbon bagaimanapun adalah kelemahannya terhadap pengoksidaan pada suhu tinggi. Contoh penggunaan biasa ialah acuan penekan panas, pembuatan komponen enjin turbin termaju. 
KOMPOSIT HIBRID : Dua atau lebih jenis gentian berbeza dicampur dalam satu matriks. Oleh itu, seseorang boleh menyesuaikan bahan baru dengan gabungan sifat. Contohnya ialah apabila kedua-dua gentian karbon dan kaca digabungkan ke dalam resin polimer. Gentian karbon memberikan kekukuhan dan kekuatan ketumpatan rendah tetapi mahal. Kaca sebaliknya adalah murah tetapi tidak mempunyai kekakuan gentian karbon. Komposit hibrid kaca-karbon adalah lebih kuat dan lebih keras serta boleh dihasilkan pada kos yang lebih rendah.
PEMPROSESAN KOMPOSIT BERTETULANG FIBER : Untuk plastik bertetulang gentian berterusan dengan gentian teragih seragam berorientasikan arah yang sama kami menggunakan teknik berikut.
PULTRUSION: Rod, rasuk dan tiub dengan panjang berterusan dan keratan rentas malar dibuat. Roving gentian berterusan diresapi dengan resin termoset dan ditarik melalui acuan keluli untuk membentuknya kepada bentuk yang diingini. Seterusnya, mereka melalui acuan pengawetan yang dimesin ketepatan untuk mencapai bentuk terakhirnya. Oleh kerana acuan pengawetan dipanaskan, ia menyembuhkan matriks resin. Penarik menarik bahan melalui acuan. Menggunakan teras berongga yang dimasukkan, kami dapat memperoleh tiub dan geometri berongga. Kaedah pultrusion adalah automatik dan menawarkan kami kadar pengeluaran yang tinggi. Sebarang panjang produk boleh dihasilkan. 
PROSES PENGELUARAN PREPREG : Prepreg ialah tetulang gentian berterusan yang dipregnat dengan resin polimer yang telah diawet separa. Ia digunakan secara meluas untuk aplikasi struktur. Bahan itu datang dalam bentuk pita dan dihantar sebagai pita. Pengilang membentuknya secara langsung dan menyembuhkannya sepenuhnya tanpa perlu menambah sebarang resin. Oleh kerana prepreg mengalami tindak balas pengawetan pada suhu bilik, ia disimpan pada suhu 0 Celcius atau lebih rendah. Selepas digunakan, pita yang tinggal disimpan semula pada suhu rendah. Resin termoplastik dan termoset digunakan dan gentian tetulang karbon, aramid dan kaca adalah perkara biasa. Untuk menggunakan prepreg, kertas sandaran pembawa terlebih dahulu dikeluarkan dan kemudian fabrikasi dijalankan dengan meletakkan pita prepreg pada permukaan perkakas (proses lay-up). Beberapa lapisan boleh diletakkan untuk mendapatkan ketebalan yang dikehendaki. Amalan yang kerap dilakukan ialah menukar orientasi gentian untuk menghasilkan lamina lapis silang atau lapis sudut. Akhirnya haba dan tekanan dikenakan untuk pengawetan. Kedua-dua pemprosesan tangan serta proses automatik digunakan untuk memotong prepregs dan lay-up.
PENGALITAN FILAMEN : Gentian pengukuhan berterusan diposisikan dengan tepat dalam corak yang telah ditetapkan untuk mengikut  dan biasanya bentuk kitaran berongga. Gentian pertama melalui mandi resin dan kemudian dililit pada mandrel oleh sistem automatik. Selepas beberapa ulangan penggulungan, ketebalan yang dikehendaki diperolehi dan pengawetan dilakukan sama ada pada suhu bilik atau di dalam ketuhar. Sekarang mandrel dikeluarkan dan produk dirobohkan. Penggulungan filamen boleh menawarkan nisbah kekuatan kepada berat yang sangat tinggi dengan menggulung gentian dalam corak lilitan, heliks dan kutub. Paip, tangki, selongsong dihasilkan menggunakan teknik ini. 

 

• KOMPOSIT STRUKTUR : Umumnya ini terdiri daripada kedua-dua bahan homogen dan komposit. Oleh itu sifat-sifat ini ditentukan oleh bahan konstituen dan reka bentuk geometri unsur-unsurnya. Berikut adalah jenis utama:
KOMPOSIT LAMINAR : Bahan struktur ini diperbuat daripada kepingan atau panel dua dimensi dengan arah kekuatan tinggi pilihan. Lapisan disusun dan disimen bersama. Dengan menukar arah kekuatan tinggi dalam dua paksi serenjang, kami memperoleh komposit yang mempunyai kekuatan tinggi dalam kedua-dua arah dalam satah dua dimensi. Dengan melaraskan sudut lapisan seseorang boleh menghasilkan komposit dengan kekuatan dalam arah pilihan. Ski moden dihasilkan dengan cara ini. 
PANEL SANDWICH : Komposit struktur ini ringan tetapi mempunyai kekukuhan dan kekuatan yang tinggi. Panel sandwic terdiri daripada dua helaian luar yang diperbuat daripada bahan kaku dan kuat seperti aloi aluminium, plastik atau keluli bertetulang gentian dan teras di antara kepingan luar. Teras perlu ringan dan kebanyakan masa mempunyai modulus keanjalan yang rendah. Bahan teras yang popular ialah busa polimer tegar, kayu dan sarang lebah. Panel sandwic digunakan secara meluas dalam industri pembinaan sebagai bahan bumbung, bahan lantai atau dinding, dan juga dalam industri aeroangkasa.  

 

• NANOKOMPOSIT : Bahan baharu ini terdiri daripada zarah zarah bersaiz nano yang tertanam dalam matriks. Menggunakan nanokomposit kita boleh mengeluarkan bahan getah yang merupakan penghalang yang sangat baik kepada penembusan udara sambil mengekalkan sifat getahnya tidak berubah.