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真空樹脂注入技術の実践方法

樹脂注入

カーボンまたはケブラー層への樹脂注入技術を最初から最後まで実演する3本のビデオ。DIYプロジェクトやプロの用途で使用される高性能薄肉部品を製造できます。真空工程ではいくつかのステップと消耗品が追加されますが、気泡が少なく、樹脂が層と完全に混合されるため、完成品の強度が大幅に向上し、また、一定の強度を得るために層数を減らせば軽量化も実現できます。真空工程と層数によっては、各層の間に樹脂を手作業で塗布する必要がないため、時間を節約できる場合もあります。

これらの技術は少量生産向けであり、人件費や原材料・消耗品費が高いため価格は高くなりますが、他の加工方法では不可能な、必要な部分のみに厚みや補強を施すことで、極めて高性能な部品の製造を可能にします。また、大型で複雑な部品であっても、金型費用を低く抑えられるという利点もあります。

免責事項: 最初の2つの動画は明らかに商業目的で作られていますが、これらは私たちがこれまで見てきた中で最も包括的なチュートリアルです。 イノベーションワールド そして、EasyComposites社。

樹脂注入の手順

一般的な部品注入における手順の検討:

    1. 大きな突出フランジを備えた金型を準備または設計する。 ヒント: 圧力/真空度が比較的低いため、金型は硬くも硬化させる必要もありません(ただし、基本的な発泡体では不十分な場合があります)。しかし、後々のシールのために表面は非常に滑らか(Raが小さい)である必要があり、例えば、 FDM 3Dプリントは、追加のレイヤーまたは コーティング 追加されます
    2. 離型剤を塗布し、その後、各層を配置する。
        • 補強布層
        • 剥離層
        • 樹脂の浸透を確実にするための注入メッシュ
        • ガムテープを使用して、すべての外部部品(金型、袋、チューブ)を密封します。
        • 最後に掃除機用バッグ
    3. らせん状の供給ラインと真空ポートの位置調整など、これらの特定の注入テクニックを使用してください。
    4. 真空度とすべてのシールの品質をテストしてください。樹脂を内部に流し込んでしまうと手遅れになります。最終的な真空度を最大にすることは不可能であり、たとえ小さな開口部があっても不可能です。
    5. 樹脂を混ぜて真空引きし、混合物中の気泡を取り除きます。
    6. そして点滴そのもの

ヒント: 混合不良や湿度は、剥離による部品の劣化を招く最も一般的な原因です(2番目の原因については、下記の高度な技術を参照してください)。

高度な樹脂注入工程

これまでの技術を、長さ3メートルのケブラー強化アイスそりに適用した。

これまで紹介した技術に加え、ここで紹介するその他の先進技術は以下のとおりです。

  • オプションのゲルコートを金型に直接塗布
  • 部品が単純な形状であれば重量やコストが増加するところ、ここでは発泡体コアを使用することで剛性を高めています。これらはケブラー層の両面に挟まれています。

ヒント: コアは剛性を高めるという利点があるにもかかわらず、周囲の湿度や水の浸入によって層間剥離を起こし、部品が不適切に経年劣化する原因として2番目に多い。重要な用途において信頼性と再現性を確保するには、十分に習得され文書化されたプロセスが必要である。

  • 硬化時間の制約、樹脂の流れ経路の工夫、真空ポート側での樹脂の破損など、大きな部品に内在する複雑さ

 

最後のヒント: 周囲の湿度と温度は管理する必要があるが、金型や樹脂の予熱については、経験、正確な流量、注入メッシュのモデル、および樹脂の供給元に基づいて決定する必要がある。

Imoca 60 by guillaume le masson & jerome samson, under cc by-sa 3. 0
Imoca 60 by ギョーム・ル・マッソン&ジェローム・サムソン、cc by-sa 3. 0 の下

Industrial Massive Resin Infusion Example

Resin Infusion, with the same principles as before, but used here in the making of a racing sailboat in Italy for the Volvo Ocean Race, now Ocean Race: just the above technics, but at a massive scale, with a mold of more than 60 feet long for the one piece IMOCA 60 monohull world-class.

Note how the previous spiral feed line is here replaced by a bunch of feedlines and valves to limit both the resin travel distance and control the feed sequence by opening/closing the valves one by one.

 

External Links on Thermosets and Resin Infusion

(リンクにカーソルを合わせると、コンテンツの説明が表示されます)

用語集

Finite Difference Method (FDM): 微分方程式の解を近似するための数値的手法であり、微分を有限差分に置き換えることで、時間および空間における連続変数を離散化し、様々な物理現象の解析を可能にする。

Pounds per Square Inch (PSI): 1平方インチの面積に加わる力をポンド単位で表した圧力の単位。タイヤの空気圧や油圧システムなど、さまざまな用途で、加えられる圧力の強さを定量化するために一般的に使用される。

取り上げるトピック: 真空、樹脂注入、カーボンファイバー、ケブラー、薄肉部品、DIYプロジェクト、高性能、補強布、剥離層、注入メッシュ、真空バッグ、ゲルコート、フォームコア、硬化時間、湿度制御、剥離、IMOCA 60、ISO 16620、ASTM D578、ASTM D3039、およびISO 14125。

歴史的背景

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1899-01-01
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1903
1906
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1920

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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