ساخت فیکسچرهای کنترلی شیشه خودرو با دقت بسیار بالا

آشنایی با مواد کامپوزیتی و رزین های قالبگیری

مشکل تولید قطعات با تیراژ کم، همیشه مسئله­ای نگران­کننده برای صنعتگران بوده است. زیرا هزینه گزاف ساخت قالب­های فلزی، این امکان را فراهم نمی­کرد تا قطعات با تیراژ کم، ارزش اقتصادی پیدا کنند. با ورود رزین­های قالبگیری اپوکسی، می­توان ادعا کرد که این مشکل تا حد بسیار زیادی حل شده است. در این روش، رزین در اطراف مدل ریخته می‌شود. بعد از ۲۴ ساعت و یا بیشتر (بسته به شرایط)، مواد سخت­شده و با انقباض نزدیک به صفر که بسیار حائز اهمیت در صنعت است، کپی­برداری ۱۰۰درصد صورت می­پذیرد. مدل، از قالب خارج و رزین درون قالب تزریق شده و قطعه به دست می­آید. تنها کافی است از ماده جداکننده برای نچسبیدن رزین به مدل و محصول نهایی به قالب، استفاده شود. لذا می­توان از پیچیده­ترین قطعات با ساده­ترین روش، قالب­گیری کرد.

قالب گرفته شده را می­توان توسط موادی دیگر نظیر الیاف شیشه و سایر افزودنی­ها به استحکام بسیار بالا رساند. ارزانی و سرعت این روش، بسیار چشمگیر است. از دیگر کاربردهای رزین اپوکسی، ساخت انواع قطعات با استحکام فولاد و حتی بیشتر و وزن یک هفتم آن به روش کامپوزیتی است. این امر، موجب شده است تا اپوکسی در صنایع هوافضا به نامی شناخته شده تبدیل شود.

قابلیت ماشینکاری اپوکسی یکی از برجستگی­های آن است. (سوراخکاری، تراشکاری، فرزکاری)

● نمونه­هایی از کاربرد اپوکسی در صنعت

۱) در صنعت فایبرگلاس: ساخت قطعات خودرو کلاه کاسکت، بادگیرها، بچه گلگیرها، بدنه قایق و وسایل شهربازی.

۲) تولید قالب­های تزیینی برای گچ­های پیش­ساخته: لوسترها و قطعات کریستالی و شومینه

۳) ساخت مادر قالب­ها برای تولید در صنایع چینی و بهداشتی، سرامیک و...

۴) ساخت قالب­های سنگ­ مصنوعی، میز و صندلی

۵) تولید انواع ملزومات در صنایع شیمیایی با مقاومت شیمیایی بسیار بالا و مقاومت مکانیکی ایده­ال

۶) تولید لوازم ورزشی سبک اما بسیار محکم: چوب اسکی

۷) ساخت بدنه هواپیما، موشک و زیردریایی

۸) ساخت انواع بشقاب­های رادار، بدنه­های ضد رادار

۹) تولید قطعات عایق الکتریکی

● معرفی برخی کامپوندهای رایج در صنعت

الف) کامپوند ML-۵۱۱

این کامپوند به صورت دوجزیی و برپایی رزین اپوکسی بیسفنول و هاردنر مخصوص تغییر شکل یافته، تولید و ارائه می­شود. در ساختار این محصول، از هیچ­گونه حلال و رقیق­کننده غیر واکنش‌گرا استفاده نشده و همین امر باعث می­شود تا خصوصیات این محصول در درازمدت ثابت باقی بماند و با توجه به خصوصیات مکانیکی برجسته آن، بهترین انتخاب برای ترمیم سطوح بتونی بوده و امکان اتصال بتون جدید به کهنه با کمک آن بخوبی میسر باشد. علاوه بر مقاومت مکانیکی و چسبندگی فوق­العاده، مقاومت شیمیایی این محصول در برابر عوامل محیطی و جوی امکان به­کارگیری آن را در محیط­های بازی میسر می­سازد. سایر موارد کاربرد عبارتند از:

ـ اتصال سازه­های فلزی به یکدیگر (فلزی به بتونی، بتونی به چوبی)

ـ پوشش سطوح دارای تماس با نم و رطوبت

ب) کامپوند ML-۵۰۱ به عنوان رزین اپوکسی و HA-۱۲ به عنوان هاردنر اپوکسی

هاردنر یادشده، پلی­آمین بوده و ساختار پلیمری محصول دچار هیچ­گونه تغییرات حجمی و وزنی نمی­شود. با توجه به غلظت مناسب و نفوذپذیری بسیار مطلوب این محصول، امکان قالبگیری و کپی­برداری از قطعات پیچیده در یک مرحله بدون تضعیف ساختار فیزیکی قطعات، وجود دارد.

موارد کاربرد

ـ به عنوان رزین ساخت قطعه برای تولید قطعه از روش ریخته­گری

ـ به عنوان تقویت­کننده و پشت ریز مدل­هایی که لایه اول آنها با موادی دیگر مدلگیری شده­اند.

پ) کامپوند ML-۵۰۲ به عنوان رزین و HA-۱۲ به عنوان هاردنر اپوکسی

با استفاده از نوعی الیاف اپوکسی، مقاومت مکانیکی و سایشی این محصول تا حد ممکن ارتقا می­یابد. از آن برای ساخت قالب­های اپوکسی که سختی سطحی و مقاومت سایشی در آنها بسیار حائز اهمیت است، استفاده می­شود.

این دسته از مواد، دارای طیف­هایی متنوع هستند که از ذکر مابقی آنها صرف­نظر می­شود، اما بسته به کاربرد آنها، توجه به عوامل اساسی ذیل بسیار ضروری است.

۱) خواص فیزیکی و ظاهری

شکل ظاهری (مایع و...)- رنگ- وزن مخصوص- نسبت ترکیب دو جزء- زمان ترکیب دو جزء- عمر مصرف- زمان ژل شدن- زمان خشک شدن اولیه- زمان خشک شدن نهایی- عمر نگهداری در انبار- بسته­بندی

۲) خصوصیات مکانیکی

مقاومت فشاری- مدول فشاری- مقاومت خمشی- مدول خمشی- استحکام کششی- مدول کششی- سختی- مقاومت ضربه­ای- مقاومت چسبندگی در مقابل نیروی برشی

۳) خواص الکتریکی و حرارتی

مقاومت الکتریکی حجمی- مقاومت الکتریکی سطحی- ثابت دی­الکتریک- مقاومت حرارتی تا نقطه نرمی- مقاومت حرارتی عملی- ضریب انبساط طولی

۴) نکات فنی و ایمنی

ـ تمیزکردن سطح کار از غبار، نم، رطوبت، چربی و آلودگی

ـ استفاده از دستکش و ماسک صنعتی

ـ استفاده از ترازوی دقیق با توجه به نیاز به دقت بالا

ـ تمیزکردن لوازم استفاده­شده با مواد مخصوص نظیر تینرهای اپوکسی

کاربرد ویژه نوعی خاص از این مواد، به منظور ساخت فیکسچر کنترلی شیشه خودرو در خطوط تولید

شیشه خودرو با توجه به اهمیت فوق­العاده آن، چه از لحاظ ایجاد دید مناسب برای راننده و چه از نقطه­نظر مونتاژی، نیازمند دقت تولید بسیار بالا بویژه فرمی مناسب بوده است. لذا باید در محل ورود به کارخانه و یا حتی پس از تولید توسط فیکسچرهای مناسب کنترل شود.

توجه به این نکته که فیکسچر یادشده باید در برابر تغییرات دما، مواد شیمیایی و عوامل محیطی مقاوم باشد، بسیار حائز اهمیت است.

در نمونه ساخته شده برای شرکت خودروسازی زامیاد، برای اولین بار از نوعی ژل­کوت به همراه مواد رزینی به شرح ذیل استفاده شد (فیکسچر کنترلی شیشه خودروی نیسان Z۲۴F):

مواد مورداستفاده

الف) QV۵۱۱۰

واکسی که به عنوان جداکننده فیکسچر (مواد رزینی) از شیشه به کار می­رود. این واکس پس از تمیزکردن سطح شیشه از هرگونه چربی و آلودگی، روی آن مالیده و پانزده دقیقه بعد توسط دستمالی تمیز، پاک شده و این عمل مجدداً تکرار می­شود.

ب) ژل­کوت GS۴۰۴ به عنوان ژلکوت و HY۲۴۱۹ به عنوان هاردنر

برجستگی ممتاز این ژل­کوت، ضدشره بودن آن است. همچنین، از ضخامت ۲ تا ۴ میلی­متر می­تواند بر روی کار در هر مرحله قرار گیرد. یعنی برای نیل به استحکام بالاتر از لایه­های بعدی می­توان استفاده کرد منوط به اینکه زمان خودگیری لایه ابتدایی به عنوان عاملی حیاتی کنترل شود. در غیر این‌صورت، چسبندگی و پیوستگی بین لایه­ای، به کلی از میان رفته و قالبگیری با شکست مواجه می­شود. کنترل فرایند کاری بسیار ساده بوده و هنگام جاری شدن لایه ثانویه اگر توسط دستکش آن را لمس کنیم، باید حالت چسبناک داشته باشد. دیگر مطلب حائز اهمیت بر مالیدن ژلکوت این است که حتماً باید در یک جهت (از بالا به پایین و یا از چپ به راست و یا معکوس) صورت پذیرد.

پ) لمینت (HY۵۱۶۰+ LY۲۱۹) و QT۵۸ (به‌جای QT۵۸ می­توان از سیلیس استفاده کرد)

لمینت LY۲۱۹ و هاردنر HY۵۱۶۰ با هم مخلوط و آن قدر سیلیس یا QT۵۸ به آن افزوده می­شود تا هنگام تست مخلوط توسط دست و مشت کردن و فشردن آن، مخلوط بسختی از لابلای انگشتان دست خارج شود. ضخامت مجاز در این مرحله، بین ۲ تا ۴ سانتی­متر است.

توصیه می­شود که در این مرحله، ضمن استفاده از یک میکسر حتما از دستکشی مناسب برای تست مخلوط استفاده شود.

فرایند مدلگیری تا این مرحله پایان پذیرفته است، اما لزوما دارای استقامت لازم با توجه به استقرار در شرایط مختلف، نبوده و توصیه می­شود که از ترکیب HY۵۱۶۰+ LY۲۱۹ به همراه الیاف بافتی پارچه و تکه­های نازک چوب و یا مقوا به صورت تاروپود با هدف مستحکم کردن فیکسچر یادشده، استفاده شود. تاکید می­شود که با توجه به ضرایب انبساط حرارتی فلزات، تحت هیچ شرایطی نباید از آنها در ساختار فیکسچر استفاده کنید. پس از قراردادن تکه­های چوب و یا مقوا بر روی کار، ابتدا الیافت بافتنی را بر روی سطحی مناسب کاملاً پهن کرده و لمینت را با قلم­مو روی آن مالیده و سپس روی کار مستقر کنید. به منظور دستیابی به نتیجه مطلوب، از غلطکی کوچک و مناسب برای خارج کردن حباب­های هوا از زیر الیافت بافتی استفاده کنید. زیرا وجود آنها از دقت کار می­کاهد. پس از گذشت حداقل ۷۲ ساعت، فیکسچر یادشده، کاملا خودگیر شده و می­تواند در محل موردنظر استقرار یابد. دقت این نوع مدلگیری به حدی است که بسیاری از پنل گیج‌ها نیز با این روش تولید می­شوند.

برای دسترسی به نسبت ترکیب مواد و دیگر مشخصات یادشده، به جداول استاندارد این مواد که در اختیار کارخانه تولیدکننده است، رجوع کنید.

نویسنده : سیداسماعیل سادات موسوی – مهدی علیمرادیان