Kesikli Cam Liflerinden Oluşturulmuş Dokusuz Kumaşların Sıkıştırılabilirliği.

Kompozit takviye kumaşlarının sıkıştırılabilirliği; kalıp tasarımı, reçine akışının modellenmesi ve nihai ürünün lif içeriğinin belirlenmesi üzerinde önemli rol oynamaktadır. Maliyetlerinin düşük ve kolay işlenebilir olmalarından ötürü, cam lifinden üretilmiş dokusuz kumaşlar kompozit endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada kesikli cam liflerinden üretilmiş dokusuz kumaşlarda; katman sayısının (1, 2 ve 3), sıkıştırma/rahatlama sürecinin, ıslaklık/kuruluk durumunun ve basıncın (2-200 kPa) lif içeriğine etkileri incelenmiştir. Bitişik kumaş katları arasında birbiri içine geçme (yuvalanma) olmadığı tespit edilmiştir. Kumaş kat sayısı lif hacimsel oranı üzerinde önemli bir etki gösterememiştir. Bu bulgu dokusuz kumaşlardaki lif yerleşiminin örgü ve dokuma kumaşlardan farklı olmasına dayandırılmıştır. Reçinenin yağlayıcı etkisinden dolayı, ıslak kumaşlar kuru kumaşlara nazaran daha düşük kalınlık ve buna karşılık daha yüksek lif hacimsel oranı sergilemişlerdir. Sıkıştırma süreçlerinin sertleştirme etkisinden ötürü, takip eden rahatlama süreçlerinde kumaşlar önemli seviyede daha yüksek lif hacimsel oranı sergilemişlerdir.

Anahtar Kelimeler:

cam lifi, cam lifli dokusuz kumaş, sıkıştırılabilirlik, rahatlama, lif takviyeli kompozit

Compressibility of Nonwoven Fabric from Chopped Glass Strands

Compressibility of composite reinforcement fabrics plays important role on the design of mold, the modelling of resin flow, and the fiber content determination of end-product. Due to their low costs, and easy-to-handle structures; nonwoven fabrics from glass fibers are widely-used by the composite industry. In this study; the effects of layer number (1, 2, and 3), compression/relaxation period, dry/wet status of the fabric, and the pressure (2-200 kPa) on the fiber content of nonwoven fabrics from chopped glass strands were investigated. The lack of nesting was detected between adjacent fabric layers. Number of layer did not affect the fiber volume fraction significantly. This finding was attributed to fiber placement of nonwoven fabric that is different than woven and knitted fabrics. Due to lubrication effect of the resin, wet fabrics exhibited lower thickness and correspondingly higher fiber volume fraction than dry fabric. Owing to stiffening effect of the compression periods, fabrics displayed significantly higher fiber volume fraction in the following relaxation periods.

Keywords:

glass fiber, nonwoven glass fabric, compressibility, relaxation, fiber reinforced composite,

PDF

___

[1] Chawla, K.K. 1998. Composite materials: science and Engineering. 2nd edition. Springer, Newyork, 483s.
[2] Correia, N.C., Robitaille, F., Long, A.C., Rudd, C.D., Simacek, P., Advani, S.G. 2004. Use of Resin Transfer Molding Simulation to Predict Flow, Saturation, and Compaction in the VARTM Process, Journal of Fluids Engineering, Cilt. 126, s. 210-215. DOI: 10.1115/1.1669032
[3] Govignon, Q., Bickerton, S., Morris, J., Kelly, P.A. 2008. Full field monitoring of the resin flow and laminate properties during the resin infusion Process, Journal of Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Cilt. 39, s. 1412-1426. DOI: 10.1016/j.compositesa.2008.05.005
[4] Hammami, A., Gebart, B.R. 2000. Analysis of the Vacuum Infusion Molding Process, Journal of Polymer Composites,, Cilt. 21, s. 28-40. DOI: 10.1002/pc.10162
[5] Mazumdar, S.K. 2001. Composites manufacturing: materials, product, and process engineering. 1st edition. CRC Press, Boca Raton Fla, 416s.
[6] Robitaille, F., Gauvin, R. 1998. Compaction of Textile Reinforcements for Composite Manufacturing. I: Review of Experimental Results, Journal of Polymer Composites, Cilt. 19, s. 198-216. DOI: 10.1002/pc.10091
[7] Pearce, N., Summerscales, J. 1995. The compressibility of a reinforcement fabric, Journal of Composites Manufacturing, Cilt. 6, s. 15-31. DOI: 10.1016/0956-7143(95)93709-S
[8] Lekakou, C., Johari, M.A.K.B., Bader, M.G. 1996. Compressibility and flow permeability of two-dimensional woven reinforcements in the processing of composites, Journal of Polymer Composites, Cilt. 17, s. 666-672. DOI: 10.1002/pc.10658
[9] Luo, Y., Verpoest, I. 1999. Compressibility and Relaxation of a New Sandwich Textile Preform for Liquid Composite Molding, Journal of Polymer Composites, Cilt. 20, s. 179-191. DOI: 10.1002/pc.10345
[10] Potluri, P., Sagar, T.V. 2008. Compaction modelling of textile preforms for composite structures, Journal of Composite Structures, Cilt. 86, s. 177-185. DOI: 10.1016/j.compstruct.2008.03.019
[11] Wu, W., Jiang, B., Xie, L., Klunker, F., Aranda, S., Ziegmann, G. 2013. Effect of compaction and preforming parameters on the compaction behavior of bindered textile preforms for automated composite manufacturing, Applied Composite Materials, Cilt. 20, s. 907–926. DOI: 10.1007/s10443-012-9308-1.
[12] Lomov, S.V., Molnár, K. 2016. Compressibility of carbon fabrics with needleless electrospun PAN nanofibrpus interleaves, Exress Polymer Letters, Cilt. 10, s. 25-35. DOI: 10.3144/expresspolymlett.2016.4.
[13] Yousaf, Z., Potluri, P., Withers, P. J. 2017. Influence of tow architecture on compaction and nesting in textile preforms, Applied Composite Materials, Cilt. 24, s. 337-350. DOI: 10.1007/s10443-016-9554-8.