3D composites
முப்பரிமாண கலவைகள் சிக்கலான முப்பரிமாண கட்டமைப்புகளில் ஏற்பாடு செய்யப்பட்ட நூல்கள் அல்லது இழைகளிலிருந்து கட்டப்பட்ட ஃபைபர் முன் வடிவங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. இவை 3டி நெசவு செயல்முறை, 3டி பின்னல் செயல்முறை, 3டி பின்னல் செயல்முறை அல்லது குறுகிய இழைகளின் 3டி அடுக்கிலிருந்து உருவாக்கப்படலாம். கலப்பு பொருளை உருவாக்க 3D முன் வடிவத்தில் ஒரு பிசின் பயன்படுத்தப்படுகிறது. முப்பரிமாண கலவைகள் சிக்கலான இயந்திர பண்புகளை அடைவதற்காக அதிக பொறியியல் மற்றும் அதிக தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. முப்பரிமாண கலவைகள் ஒற்றை திசை டவ்ஸ் அல்லது 2 டி நெய்த கலவைகள், சாண்ட்விச் கலவைகள் அல்லது அடுக்கப்பட்ட லேமினேட் பொருட்களால் ஆன பாரம்பரிய கலப்பு பொருட்களால் சாத்தியமில்லாத வழிகளில் அழுத்தங்கள் மற்றும் விகாரங்களுக்கு எதிர்வினையாற்றும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. 3டி நெய்த கலவைகள் முப்பரிமாண நெய்த துணிகள் என்பது கணிசமான தடிமனுடன் நிகர வடிவத்திற்கு அருகில் உருவாகக்கூடிய துணிகள் ஆகும். ஒரு பகுதியை உருவாக்க அடுக்குகள் தேவையில்லை, ஏனென்றால் ஒரு ஒற்றை துணி முழு முப்பரிமாண வலுவூட்டலை வழங்குகிறது. 3-டி நெய்த துணி 2 டி நெசவு செயல்முறையின் ஒரு மாறுபாடு ஆகும், மேலும் இது இரட்டை மற்றும் மூன்று நெய்த துணிகளை உருவாக்கும் மிகவும் பழைய நுட்பத்தின் விரிவாக்கமாகும். 3டி நெசவு 10 செமீ தடிமன் வரை துணிகளை உற்பத்தி செய்ய அனுமதிக்கிறது. தடிமன் திசையில் வைக்கப்படும் இழைகள் இசட்-நூல், வார்ப் நெசவாளர் அல்லது 3டி நெய்த துணிகளுக்கான பைண்டர் நூல் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரே நேரத்தில் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட அடுக்கு துணி நெய்யப்படுகிறது, மேலும் இந்த செயல்பாட்டின் போது வெவ்வேறு அடுக்குகளின் வார்ப் மற்றும் வூஃப் நூல்களை இசட்-நூல் இணைக்கிறது. நெசவு செயல்முறையின் முடிவில், கணிசமான தடிமன் கொண்ட ஒருங்கிணைந்த 3டி நெய்த அமைப்பு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. முப்பரிமாண நெய்த கட்டமைப்புகள் 3D அலகு செல் மற்றும் 3D ஆர்த்தோகனல் கட்டமைப்புகள் இரண்டிலும் சுமார் 50 சதவீதம் ஃபைபர் தொகுதி பின்னங்களுடன் கலப்பு பொருட்களை உருவாக்க முடியும். மிகவும் தடிமனான நெய்த முன் வடிவங்களை உருவாக்குவதற்காக கோண-இன்டர்லாக் முப்பரிமாண நெய்த கட்டமைப்புகளும் பொதுவானவை. இன்டர்லாக் கட்டமைப்புகளில் நூல்களை ஒரு அடுக்கு நூல்களிலிருந்து இன்னொரு அடுக்குக்கு நெய்யலாம், பின்னர் அசல் அடுக்குக்கு திரும்பி அருகிலுள்ள அடுக்குகளை ஒருவருக்கொருவர் பூட்டலாம். சிக்கலான இன்டர்லாக் கட்டமைப்புகளில் நூல்கள் குறிப்பிட்ட புள்ளிகளில் பல அடுக்குகளாக நெய்யப்படலாம், இதனால் பல அடுக்குகளை இணைக்கலாம். இந்த கட்டமைப்புகள் லேமினேட்டட் பொருட்களை விட ஒரு பெரிய நன்மையைக் கொண்டுள்ளன, ஏனெனில் அவை அடுக்கு டீலேமினேஷனுக்கு சிறந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன. பிளவுபடுத்துதல் போன்ற ஜாக்கார்ட் நெய்த நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், 3டி நெய்த முன் வடிவங்களை ஒரு நிலையான ஐ-பீம் முதல் ஒரு சிக்கலான சைன்-கர்வ் ஐ-பீம் வரை, விமான ஏர்ஃபாயில்கள் மற்றும் பல வடிவங்கள் வரை கிட்டத்தட்ட முடிவற்ற வடிவங்களில் உருவாக்க முடியும். பிசின் பரிமாற்ற மோல்டிங் மூலம் முடிக்கப்பட்ட 3D நெய்த கலவைகள் 26 அடி நீளத்திற்கும் பெரியதாக தயாரிக்கப்பட்டுள்ளன. இயந்திர சுழற்சிகள், ராக்கெட் மூக்கு கூம்புகள் மற்றும் முனைகள், இயந்திர ஏற்றங்கள், விமான கட்டமைப்புகள், டி-மற்றும் எக்ஸ்-வடிவ பேனல்கள், விமான இறக்கைகளுக்கான முன்னணி விளிம்புகள் மற்றும் சிவில் உள்கட்டமைப்புக்கான ஐ-பீம்கள் உள்ளிட்ட பல்வேறு பொறியியல் பயன்பாடுகளுக்கு 3டி நெய்த கலவைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. 3டி நெய்த துணிகளின் வகைப்பாடு வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய பல வகையான 3டி நெய்த துணிகள் உள்ளன; அவற்றின் நெசவு நுட்பத்திற்கு ஏற்ப அவற்றை வகைப்படுத்தலாம். 3டி நெய்த இன்டர்லாக் துணிகள், ஒரு பாரம்பரிய 2டி நெசவு தறியில் தயாரிக்கப்படும் 3டி நெய்த துணிகள், சரியான நெசவு வடிவமைப்பு மற்றும் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, இது நெசவாளர்/இசட்-நூல் துணியின் அனைத்து தடிமன் வழியாகவோ அல்லது அடுக்குக்கு அடுக்காகவோ செல்லலாம். 3டி ஆர்த்தோகனல் நெய்த துணிகள், ஒரு சிறப்பு 3டி நெசவு தறியில் தயாரிக்கப்படும் 3டி நெய்த துணிகள் ஆகும். அத்தகைய துணியை உருவாக்கும் செயல்முறை முகமது மற்றும் ஜாங் ஆகியோரால் காப்புரிமை பெற்றது. 3டி ஆர்த்தோகனல் நெய்த துணியின் கட்டிடக்கலை மூன்று வெவ்வேறு நூல்களைக் கொண்டுள்ளது; வார்ப் நூல்கள் (ஒய்-நூல்), வெஃப்ட் நூல்கள் (எக்ஸ்-நூல்) மற்றும் (இசட்-நூல்). Z-நூல் முன் வடிவத்தின் மூலம்-தடிமன் திசையில் வைக்கப்படுகிறது. 3டி ஆர்த்தோகனல் நெய்த துணியில் வார்ப் மற்றும் வெஃப்ட் நூல்களுக்கு இடையில் எந்த இடையூறும் இல்லை, மேலும் அவை நேராகவும் செங்குத்தாகவும் உள்ளன. மறுபுறம், இசட்-நூல்கள் வார்ப் மற்றும் வெஃப்ட் அடுக்குகளை இணைத்து, வெஃப்ட் நூலின் மீது ஒய்-திசையில் இன்டர்லேசிங் (மேலே மற்றும் கீழே நகரும்) மூலம் இணைக்கின்றன. துணியின் மேல் மற்றும் கீழ் மேற்பரப்பில் இன்டர்லேசிங் நிகழ்கிறது. நன்மைகள் 3டி நெய்த துணிகள் கலப்பு அமைப்பு விமானத்திற்கு வெளியே ஏற்றப்படும் பயன்பாடுகளில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும், தடிமன் பரிமாணத்தின் மூலம் இசட்-நூலால் வழங்கப்படும் கூடுதல் வலிமைக்கு நன்றி. எனவே இது டிலமினேஷனை சிறப்பாக எதிர்க்க முடியும், இது விமானத்திற்கு வெளியே உள்ள சக்திகளின் காரணமாக அடுக்குகளைப் பிரிப்பதாகும். 3டி நெய்த துணிகள் அதிக வடிவமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது சிக்கலான கலப்பு வடிவமைப்புகளின் விஷயத்தில் அவை அச்சுகளின் வடிவத்தை எளிதில் எடுக்க முடியும். 3டி நெய்த துணிகள் மிகவும் நுண்ணிய கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது பிசின் உட்செலுத்தும் நேரத்தைக் குறைக்கிறது. 3டி ஆர்த்தோகனல் நெய்த துணிகள் குறைவான அல்லது நூல் கிரிம்பைக் கொண்டிருக்கவில்லை (நெசவு செய்வதற்கு முன்னும் பின்னும் நூலின் நீளத்தில் உள்ள வேறுபாடு); எனவே, இழைகளின் இயந்திர பண்புகள் வார்ப் மற்றும் வெஃப்ட் திசைகளில் கிட்டத்தட்ட முழுமையாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எனவே, இந்த திசைகளில் அதிக செயல்திறன் கொண்ட இழைகளின் அதிகபட்ச சுமை சுமக்கும் திறனால் இது பயனடையக்கூடும். 3டி நெய்த துணிகளின் வடிவத்தை நெசவு செயல்பாட்டின் போது மூன்று திசைகளிலும் சுருக்கலாம், இது ஐ-பீம்கள் மற்றும் ஸ்டிஃபெனர்கள் போன்ற நிகர வடிவ துணிகளை உற்பத்தி செய்கிறது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், இந்த முன் வடிவங்களை எந்த கூடுதல் உழைப்பு வேலையும் இல்லாமல் நேரடியாக அச்சில் வைக்க முடியும். ஒரு பகுதியை உருவாக்க அடுக்குகள் தேவையில்லை, ஏனென்றால் ஒற்றை துணி முழு முப்பரிமாண வலுவூட்டலை வழங்கும் கணிசமான தடிமன் கொண்டது. 3டி நெய்த துணியை வெவ்வேறு வடிவங்களில் வடிவமைக்க முடியும் மற்றும் உயிரியல் பயன்பாடுகளில் மாற்று திசுக்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம் 3டி சடை கலவைகள் "3டி சடை துணிகள் தொழில்நுட்பம் என்பது நன்கு நிறுவப்பட்ட 2டி சடை தொழில்நுட்பத்தின் விரிவாக்கமாகும், இதில் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட நூல் அமைப்புகளை ஒன்றோடொன்று பின்னிப் பிணைத்து ஒரு ஒருங்கிணைந்த கட்டமைப்பை உருவாக்குவதன் மூலம் துணி கட்டப்படுகிறது". 1960 களின் பிற்பகுதியில் உருவாக்கப்பட்டது, 2 டி கலப்பு லேமினேட்டுகள் தொடர்பான சிக்கல்களைத் தவிர்க்கும் முயற்சியில், அதே நேரத்தில் சடை செயல்முறையின் நன்மைகளைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. கலப்பு முன் வடிவங்களாகப் பயன்படுத்தப்படும் சடை கட்டமைப்புகள், இழை முறுக்கு மற்றும் நெசவு போன்ற பிற போட்டி செயல்முறைகளை விட பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. இழையின் காய கலவைகளுடன் ஒப்பிடுகையில் பின்னப்பட்ட கலவைகள் உயர்ந்த கடினத்தன்மை மற்றும் சோர்வு வலிமையைக் கொண்டுள்ளன. நெய்த துணிகள் ஆர்த்தோகனல் இடைமாற்றத்தைக் கொண்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் ஜடைகளை 10 முதல் 858 வரை பரந்த அளவிலான கோணங்களில் கட்டலாம். முக்கோண ஜடைகளை உற்பத்தி செய்ய பின்னல் செயல்முறைக்கு கூடுதல் அச்சு நூல்கள் அறிமுகப்படுத்தப்படலாம் (படம். 1) முக்கோண ஜடைகள் மிகவும் நிலையானவை மற்றும் கிட்டத்தட்ட ஐசோட்ரோபிக் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. ஜடைகளை தடையற்ற குழாய்களாகவோ அல்லது தட்டையான துணிகளாகவோ உற்பத்தி செய்யலாம். ஃபைபர் தொடர்ச்சியின் காரணமாக, சடை முன் வடிவங்களுடன் உற்பத்தி செய்யப்படும் கலவைகள் அகலமான துணி கலவைகளுடன் ஒப்பிடுகையில் உயர்ந்த வலிமை மற்றும் விரிசல் எதிர்ப்பை வெளிப்படுத்துகின்றன; சடை துளைகளைக் கொண்ட கலவைகள் (Fig.2) துளையிடப்பட்ட துளைகளுடன் ஒப்பிடுகையில் சுமார் 1.8 மடங்கு வலிமையை வெளிப்படுத்துகின்றன, மீண்டும் ஃபைபர் தொடர்ச்சியின் காரணமாக. ஹார்ன் கியர் மற்றும் டிராக் மற்றும் நெடுவரிசை வகைகள் என இரண்டு முக்கிய வகை 3டி ப்ரைடர்கள் உள்ளன. ஹார்ன் கியர் வகை 3டி பிரைடர்கள் கேரியர் உந்துவிசைக்கு அதிக எண்ணிக்கையிலான பாரம்பரிய ஹார்ன் கியர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஒரு சதுரத்தில் ஹார்ன் கியர்களை ஏற்பாடு செய்வதன் மூலம், பல்வேறு குறுக்கு பிரிவுகளுடன் 3D திடமான ஜடைகள் (எ. கா. எச் பிரிவு) தயாரிக்கப்படலாம். 3டி பின்னப்பட்ட கலவைகளின் பயன்பாடுகள் ப்ரொபெல்லர் பிளேடுகள், உந்துவிசை தண்டுகள், உந்துவிசை டிரஸ் பிரிவு தளம், தரையிறங்கும் பட்டைகள் தானியங்கி உடல்கள், சேசிஸ், டிரைவ் தண்டுகள் பயோமெடிக்கல் சாதனங்கள் 3டி தையல் கலவைகள் அதிக வலிமை கொண்ட நூலால் தடிமன் திசையில் லேமினேட்டுகளை தைப்பது 3டி கலவைகளை உற்பத்தி செய்வதற்கான எளிய, குறைந்த விலை முறையை நிரூபித்துள்ளது. தையல் செயல்முறை அடிப்படையில் உயர் இழுவிசை வலிமை நூல் தையல் (எ. கா. கண்ணாடி, கார்பன் அல்லது கெவ்லர்), ஒரு தொழில்துறை தையல் இயந்திரத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு சரிசெய்யப்படாத ப்ரீப்ரெக் லேமினேட் அல்லது உலர்ந்த துணி மூலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. தையல் காரணமாக விமானத்தில் உள்ள இயந்திர பண்புகளில் முன்னேற்றம் இருப்பதாக ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் மற்றவர்கள் தையல் லேமினேட்டுகளுக்காக கூடியிருக்கும் மாறாத அல்லது சீரழிந்த properties.The தரவு, பதற்றம், சுருக்கம், நெகிழ்ச்சி, வெட்டு மற்றும் திறந்த துளை வலிமை ஆகியவை 20 சதவீதம் வரை மேம்படுத்தப்படுகின்றன அல்லது சீரழிக்கப்படுகின்றன என்பதை வெளிப்படுத்துகின்றன. 3டி தையல் கலவைகளின் பயன்பாடுகள் மடிப்பு மூட்டுகள் இறுக்கமான பேனல்கள் விமான இறக்கையிலிருந்து ஸ்பார் மூட்டுகள் 3டி இசட்-பின்னிங் நிலையான தையல் செயல்முறைக்கு இந்த மாற்று முறை முதன்முதலில் 1980 களின் பிற்பகுதியில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது மற்றும் அஸ்டெக்ஸ் நிறுவனத்தால் இசட்-ஃபைபர் தொழில்நுட்பமாக வணிக ரீதியாக உருவாக்கப்பட்டது. "இந்த தொழில்நுட்பம் முன்பு குணப்படுத்தப்பட்ட வலுவூட்டல் இழைகளை ஒரு தெர்மோபிளாஸ்டிக் நுரையில் உட்பொதிப்பதை உள்ளடக்கியது, பின்னர் அது ஒரு ப்ரீப்ரெக் அல்லது உலர்ந்த துணி, லே-அப் மற்றும் வாக்யூம் பேக்கின் மேல் வைக்கப்படுகிறது". 12 வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது நுரை சரிந்துவிடும், இது இழைகளை மெதுவாக லே-அப்பிற்குள் தள்ள அனுமதிக்கிறது. இசட்-பின்னிங் தொடர்பாக 3டி வலுவூட்டல் கலப்பு லேமினாவின் வெவ்வேறு பிளைகளுக்கு இடையே ஒரு இயந்திர இணைப்பை அறிமுகப்படுத்த அவசியம், இந்த இணைப்பு இசட்-பின்னிங்கில் ஒரு கடினமான கார்பன் ஃபைபர் கம்பியாக உள்ளது. Z-முள் (தடிமன் திசை-Z இல் உட்பொதிக்கப்பட்ட சிறிய விட்டம் கொண்ட கார்பன் ஃபைபர்) கலவைகள் 2D நெய்த கலவைகள் இல்லாத அதிக தடிமன் விறைப்புத்தன்மை மற்றும் வலிமையை வழங்குவதற்கான ஒரு வழியாகும். 3டி இசட்-பின் செய்யப்பட்ட கலவைகளின் பயன்பாடு எஃப்/ஏ-18 சூப்பர் ஹார்னெட் போர் விமானத்தில் நுழைவு குழாய் தோல் பேனல்கள் மற்றும் தொப்பி வடிவ ஸ்டிஃபெனர்களை வலுப்படுத்துதல். முப்பரிமாண முன்மாதிரிகளுக்கு பிசின் பயன்பாடு பல முப்பரிமாண முன்மாதிரிகள் சிக்கலான கலப்பு பொருட்களாக மாற்றப்படுகின்றன, ஒரு பிசின் ஒரு திடமான நார் வலுவூட்டப்பட்ட மேட்ரிக்ஸை உருவாக்க முன்மாதிரியில் பயன்படுத்தப்பட்டு குணப்படுத்தப்படுகிறது. 3டி முன் வடிவங்களுக்கான பிசின் பயன்பாட்டின் மிகவும் பொதுவான வடிவம் பிசின் பரிமாற்ற மோல்டிங் செயல்முறையாகும், அங்கு ஒரு அச்சு ஒரு முன் வடிவத்தின் வடிவத்தில் உருவாக்கப்பட்டு பின்னர் முன் வடிவம் உள்ளே வைக்கப்படுகிறது. அச்சு மூடப்பட்டு, பின்னர் மேட்ரிக்ஸ் பொருளின் பிசின் குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தின் கீழ் செலுத்தப்படுகிறது, பின்னர் குணப்படுத்த அனுமதிக்கப்படுகிறது. அச்சு பின்னர் 3D கலப்பு பொருளின் வெளிப்புறத்திலிருந்து அகற்றப்படுகிறது. 3டி கலவைகள் மற்றும் 2டி கலவைகளின் இயந்திர மதிப்பீடு 3டி நெய்த கலவையின் நுண் அமைப்பு முக்கியமாக ஃபைபர் கட்டமைப்பால் நெய்த முன் வடிவம் மற்றும் நெசவு செயல்முறைக்கு தீர்மானிக்கப்படுகிறது, மேலும் ஒரு சிறிய அளவிற்கு consolidation.Various வகையான குறைபாடுகள் 3டி நெசவு செயல்முறையின் போது கவனக்குறைவாக உருவாக்கப்படுகின்றன, அவை 3டி கலவையின் உள் தளம், தடிமன் மற்றும் தாக்க பண்புகளை சீரழிக்கக்கூடும். பல்வேறு 3டி கலப்பு பொருட்களைச் சோதிக்கும் போது ". வலிமை சமமான இரு பரிமாண (2டி) பொருளை விட ஒரே மாதிரியாகவோ அல்லது சற்று அதிகமாகவோ இருக்கும்" என்று ஆராய்ச்சி கண்டறிந்துள்ளது. 2டி கலவையுடன் ஒப்பிடும்போது, தாக்க எதிர்ப்பு, தாக்கத்திற்குப் பிறகு சுருக்குதல் (சிஏஐ) மற்றும் டிலமினேஷன் கட்டுப்பாடு ஆகியவை விமானத்தில் உள்ள இயந்திர பண்புகளை கணிசமாகக் குறைக்காமல் 3டி கலவையுடன் கணிசமாக மேம்படுத்தப்படுகின்றன. குறிப்புகள் கலப்பு பொருட்கள் ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட பாலிமர்கள்