مقاله بررسی کامپوزیتها و کاربرد آنها
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 4 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 85 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 117 |
مقاله بررسی کامپوزیتها و کاربرد آنها در 117 صفحه ورد قابل ویرایش
2-1 کامپوزیتها چه هستند؟
ماده کامپوزیتی از ترکیب دو یا چند ماده ساخته می شود تا خواص ترکیبی بی نظیری را ایجاد کند . البته بیان فوق یک تعریف کلی است و می‌تواند آلیاژهای فلزی، پلیمرهیا پلاستیکی ،مواد معدنی . چوب را در بگیرد. «مواد کامپوزیتی مسلح شده با الیاف» با مواد فوق فرق دارند. زیرا اجزای سازنده‌ی این مواد از نظر مولکولی با هم فرق دارند و بصورت مکانیکی قابل جدا شدن هستند. بطور کلی اجزای تشکیل دهنده‌ی مسلح شده با عم عمل می‌کنند، اما در عین حال شکل اصلی خود را حفظ می کنند. خواص نهایی مادهی کامپوزیتی از خواص مواد تشکیل دهنده‌ی آن به مراتب بهتر است.
ایده ساخت کامپوزیتها توسط بشر کشف نشد، بلکه این مواد در طبیعت وجود دارند. برای مثال چوب که از ترکیبی از الیاف سلولزی در زمینه چسبی به نام لیگنین تشکیل شده است، یک کامپوزیت است. صدف جانوران بی‌مهره مثل حلزون و صدف خوراکی مثال دیگری از کامپوزیتها است. بعضی از پوسته صدفها از کامپوزیت‌های پیشرفته‌ای که بدست بشر ساخته شده، سختتر و محکمتر است. دانشمندان کشف کرده‌اند الیاف که از شبکه تار عنکبوت بدست می‌آیند از الیافی که بطور مصنوعی تولید می‌شوند، محکمتر است. در هند،یونان و دیگر کشورها، صدها سال بود که از مخلوط سبوس یا کاه با خاک رس برای ساختمان‌سازی استفاده می شد. مخلوط سبوس و خاک اره با خاک رس مثالی از «کامپوزیت با ذرات ریز» و مخلوط خاک رس با کاه نمونه ای از «کامپوزیت الیاف کوتاه» است. این مواد مسلح کننده برای بهبود کارائی کامپوزیت اضافه می شود.
مفهوم اصلی کامپوزیت به معنی دارا بودن یک ماده زمینه‌ای (ماتریس) مناسب است. معمولاً مواد کامپوزیتی بوسیله الیاف مسلح کننده دریک زمینه رزیتی ساخته می‌شوند. مسلح کننده‌ها می‌توانند الیاف، ویسکرها و .. بوده و زمینه می‌تواند از جنس فلزات، سرامیکها یا پلاستیکها باشند.
مسلح کننده‌ها می‌توانند از پلیمرها،پلاستیکها، و فلزات ساخته شوند. الیاف می‌توانند بصورت بهم پیوسته، زنجیره‌های بلند یا کوتاه باشند. کامپوزیت‌هایی که با زمینه پلیمری ساخته می‌شوند، رایج‌تر هستند و بطور وسیع در صنایع مختلف بکار می‌روند. در این کتاب کامپوزیت‌هایی که زمینه‌ی آنها از جنس رزین برپایه پلیمری است، بررسی می شوند. این مواد می‌توانند جزء «رزیتهای ترموست» یا «رزینهای ترموپلاستیک» باشند.
بافت یا الیاف مسلح کننده باعث استحکام و سختی کامپوزیت می شود. در حالیکه زمینه سبب سختی و مقاومت به خوردگی کامپوزیت می گردد. الیاف مسلح کننده می‌تواند بصورت شکلهای مختلفی از الیاف پیوسته بلند با بافتهای موجدار تا الیاف کوتاه تکه‌تکه و حصیری (درهم گیرکرده) وجود داشته باشند. هریک از این اشکال خواص مختلفی را ایجاد می‌کنند. این خواص شدیداً به روشی که الیاف در کامپوزیت قرار داده می‌شوند، بستگی دارد. دریک کامپوزیت تمامی شکلهای فوق‌الذکر و یا یکی از آنها می‌تواندت مورد استفاده قرار گیرد. موضوع مهمی که در مورد کامپوزیتها بایستی در نظر گرفته شود این است که الیاف نیرو تحمل می‌کند و لذا حداکثر استحکام کامپوزیت در راستای محور الیاف است. وجود الیاف بلند پیوسته در جهت اعمال نیرو باعث می شود که خواص کامپوزیت کاملاً با خواص رزین متفاوت باشد. کامپوزیتی دارای الیاف به شکل بصورت تکه‌های کوچک است، خواص ضعیفتری نستب به کامپوزیتی که الیاف آن بصورت پیوسته است، از خود نشان می‌دهد. شکل الیاف برحسب نوع کاربرد (مهندسی یا غیرمهندسی) و روش ساخت انتخاب می شود . برای کاربر دهای مهندسی (ساختمانی)، الیاف پیوسته یا بلند پیشنهاد می شود. در حالیکه برای کاربردهای غیرمهندسی (غیرساختمانی) الیاف کوتاه انتخاب می شود. در ریخته‌گری تزریقی و ریخته‌گری تحت فشار از الیاف کوتاه، در حالیکه در تابیدن تارها،بسته‌بندیهای رولری و پولتروژن از الیاف پیوسته استفاده می شود.
3-1 نحوه عملکرد الیاف و زمینه
ماده کامپوزیتی با مسلح کردن پلاستیکها توسط الیاف تشکیل می‌شوند برای درک بهتر رفتار کامپوزیتها، باید اطلاعات دقیقی از نقش الیاف و مواد زمینه در کامپوزیتها در دسترس باشد،مهمترین وظایف الیاف و زمینه کامپوزیتها بشرح زیر است:
وظایف مهم و اصلی الیاف در کامپوزیتها عبارتند از:
§ تحمل بار و نیرو؛ در یک کامپوزیت ساختمانی(مهندسی) 70% تا 90% نیرو توسط الیاف تحمل می شود.
§ سختی، استحکام، پایداری گرمایی و بقیه‌ی خواص ساختاری در کامپوزیتها به الیاف آن بستگی دارد.
§ هدایت الکتریکی یا عایق بودن کامپوزیت، به نوع الیاف مورد استفاده در آن بستگی دارد.
زمینه (مادهی زمینه) وظایف زیر را در ساختار کامپوزیت انجام می‌دهد. بسیاری از این وظایف برای عملکرد مطلوب یک مادهی کامپوزیت ضروری است. الیاف موجد در زمینه و یا خود الیاف به تنهایی بدون حضور مادهی زمینه و یا یک چسب بندرت استفاده می شود. وظایف مهم زمینه کامپوزیت شامل موارد زیر است.
§ زمینه؛ الیاف را به هم پیوند می‌دهد و بار وارده به کامپوزیت را به الیاف را منتقل می‌کند. زمینه، به ساختار ماده ی کامپوزیتی سختی،یکپارچگی و شکل می‌بخشد.
§ زمینه؛ الیاف را ایزوله می‌کند. بطوریکه تکه‌تکه الیاف می‌توانند به طور جداگانه نقش خود را ایفا کنند. این عمل تجمع آنها را کاهش داد ویا آن را متوقف می‌کند.
§ زمینه؛ سطحی با کیفیت پرداخت خوب بوجود آورده و کمک می‌کند که محصول دارای شکل نهایی یا نزدیک به آن باشد.
§ زمینه از الیاف در مقابل هجوم شیمیایی و آسیبهای مکانیکی (سایش) محافظت می‌کند.
§ خواص شکل دهد از قبیل : انعطاف پذیری، استحکام فشاری و … به نوع ماده زمینه بستگی دارد. زمینه انعطاف‌پذیر باعث افزایش چقرمگی ساختار می شود و در جائیکه به چقرمگی بیشتری نیاز باشد از کامپوزیتها با زمینه ترموپلاستیک استفاده می شود.
§ نحوه شکست مادهی کامپوزیت، نه تنها بشدت به نوع مادهی زمینه‌ی بستگی دارد، بلکه به میزان سازگاری آن با الیاف نیز وابسته است.
4-1 مزایای خاص کامپوزیتها
معمولاً، کامپوزیتها برای کاربردهایی که کارآیی زیاد و وزن کم لازم است، طراحی و ساخته می‌شوند. این مواد دارای مزایای بسیار زیادی نسبت به مواد مهندسی سنتی هستند که در زیر شرح داده می شود:
1) مواد کامپوزیتی قابلیت یکپارچه کردن اجزا را دارند،چند جزء فلزی مختلف می‌تواند با یک کامپوزیت جایگزین شود.
2) با قرار دادن سنسورهایی در ساختارهای کامپوزیتی می‌توان آنها را به سرویسهای ردیابی مجهز کرد .از این امکان برای آشکارسازی آسیب ناشی از خستگی در ساختار هواپیما استفاده می شود و نیز می تواند برای ردیابی جریان رزین در فرایند RTM (قالبگیری رزین) استفاده گردد. مواد دارای سنسور، را مواد هوشمند می‌نامند.
3) مطابق جدول (1-1) کامپوزیت‌های سختی ویژه‌ی (نسبت سختی به دانسیته) بالایی دارند. کامپوزیتها دارای سختی فولاد، با یک پنجم وزن آن و دارای سختی آلومینیوم، با یک دوم وزن آن هستند.
4) استحکام ویژه‌ی (نسبت استحکام به چگالی) کامپوزیتها بسیار بالا است. به همین دلیل هواپیما و اتومبیل سریعتر حرکت کرده و سوخت کمتری مصرف می کنند. استحکام ویژه‌ی کامپوزیتها 3 تا 5 برابر آلیاژهای فولاد و آلومینیوم است. به دلیل سختی ویژه و استحکام ویژه‌ی بالاتر، قطعات کامپوزیتی وزن کمتری نسبت به قطعات مشابه دارند.
5) استحکام خستگی (حد دوام) کامپوزیتها بسیار بالا است. آلیاژهای فولاد و آلومینیوم دارای حد خستگی خوبی در حدود 50% استحکام استاتیکی خود هستند. کامپوزیت‌های کربن/اپوکسی با الیاف همجهت دارای استحکام خستگی بالایی نزدیک به 90% استحکام استاتیکی خود می باشد.
6) کامپوزیتها مقاومت به خوردگی خوبی دارند. آهن و آلومینیوم در حضور آب و هوا خورده می‌شوند لذا احتیاج به پوشش و آلیاژ خاص دارند. اما لایه‌ی بیرونی کامپوزیتها از پلاستیک است، لذا مقاومت شیمیای و مقاومت به خوردگی آنها بسیار خوب است.
8-1 صنعت ساختمان سازی
صنعت ساختمان سازی و شهرسازی دومین مصرف کنندگان مهم کامپوزیت ها هستند. معماران و مهندسین ساختمان متفق‌القول هستند که در آینده، سازه‌های ساخته شده در آمریکا، مخصوصاً پل‌های موجود در راههای اصلی وضعیت بدی خواهند داشت. بطوریکه براساس اسناد ‹‹اداره مرکزی راه و ترابری آمریکا›› ، 42% از پل‌های محلی احتیاج به مرمت دارند و بقیه متروک می‌گردند. دولت مرکزی تقریبا 87 میلیارد دلار بودجه در 20 سال آینده صرف نوسازی ساختمان‌ها نموده است. انگیزه اصلی استفاده از پلاستیک‌های مسلح شده با شیشه و کربن برای پل‌ها، کاهش هزینه‌های نصب، تعمیر و نگهداری و افزایش طول عمر و بهبود مقاومت به خوردگی و دوام پل‌ها است. از طرف دیگر، به دلیل نصب و تعمیر سریع ، ترافیک در جاده‌ها و معابر به حداقل خود می‌رسد.
استفاده کامپوزیت‌هایی از قبیل: کامپوزیت‌های اپوکسی/ شیشه،اپوکسی/ کربن، و آرامید/ اپوکسی در مطالعه، زمین لرزه و مسائل مربوط به زلزله علاوه بر رشد چشمگیر آن، بسیار موفقیت آمیز بوده است.
7-8-1 کاربردهای صنعتی
استفاده از کامپوزیتها در کابردهای صنعتی مختلف توسعه یافته است. از کامپوزیتها در ساخت غلتک های صنعتی و شفتها برای صنعت چاپ و شفتهای متحرک صنعتی برای برجهای خنک کننده استفاده می شود.
بکارگیری کامپوزیتها با الیاف بافته (درهم رفته) برای موارد فوق‌الذکر بسیار مفید است. کامپوزیت‌های ساخته شده با الیاف کوتاه به روش ریخته‌گری تزریقی، در پیستونها، غلتک، پمپها و بوشها کاربرد دارند. همچنین از کامپوزیتها برای بهبود سختی، زمان پاسخگوی و کاهش استهلاک در ساختن بازوهای روبات استفاده می شود.
مواد اولیه برای ساخت قطعه
1-2 مقدمه
برای تولید قطعه، در هر روش ساخت از نوع خاصی ماده اولیه استفاده می شود. این ماده اولیه ممکن است ، برای یک روش ساخت مناسب باشد و در جایی دیگر همان ماده ممکن است ، برای روش ساخت دیگر مناسب نباشد.
به عنوان مثال، برای ساخت قطعه‌ای بشکل کروی از فرایند قالبگیری تزریقی مواد ترکیبی استفاده می شود، در صورتیکه از این روش نمی توان برای تابیدن تارها و یا فرایند پولتروژن استفاده کرد. دراثر موارد از تابیدن تراها و پولتروژن ،برای الیاف پیوسته و سیستمهای باز رزین مرطوب استفاده می شود. در فرایند تابیدن تارها، که برای ساختن چوب گلف،تیوبهای دوچرخه و سایر تولیدات مشابه استفاده می شود، به مواد پری‌پرگ نیاز است. از اینرو، برای ساخت محصولات کامپوزیتی،آگاهی داشتن از خواص مواد اولیه موجود بسایر ضروری و مهم است.
بطور کلی فرآیندهای ساخت کامپوزیتها را می توان به دو گروه، (1) مواد کامپوزیت ترموست و (2) مواد کامپوزیت ترموپلاستیک تقسیم کرد. ترموست‌ها موادی هستند که فقط یکبار جامد می شوند و مجدداً نمی‌توان آنها را ذوب کرد. درصورتیکه ترموپلاستیک‌ها موادی هستند، که فقط یکبار جامد می شوند و مجدداً نمی‌توان آنها را ذوب کرد. درصورتیکه ترموپلاستیک‌ها موادی هستند، که بعد جامد شدن می‌توان دوباره آنها را ذوب و مجدداً شکل دهی نمود. فرآور، سرمایه‌گذاری،قابلیت‌بازیابی، انبار کردن و کارآئی مواد ترموست و ترموپلاستیک دارای مزایا و معایب خاص خودشان هستند. در تمامی سیستمهای کامپوزیتی دو جزء اصلی، مانند تقویت‌کننده‌ها (استحکام دهنده) و رزین وجود دارد.
2-2 تقویت‌کننده ها (استحکام دهنده‌ها یا مسلح‌کننده‌ها)
تقویت کننده‌ها از اجزای مهم کامپوزیتها هستند . این اجزاء برای ایجاد سختی و استحکام در کامپوزیتها لازم هستند. تقویت‌کننده‌ها ساختاری میله‌ای شکل دارند. رایج‌ترین تقویت‌کننده‌ها، الیاف از جنس شیشه، کربن، آرامید و بر هستند. معمولاً قطر الیاف بین 5 میکرون (0002/0اینچ) تا 20 میکرون (0008/0 اینچ) است. قطر الیاف شیشهای بین mتا m8، الیاف آرامیدی m5/12 و الیاف بر m100 است. بدلیل قطر کم، الیاف بسیار انعطاف‌پذیرند و به آسانی به شکلهای مختلف در می آیند. معمولاً الیاف برای کاربردهایی از قبیل تابیدن یا بافتن بصورت رشته‌ای (ایجاد الیاف بصورت تاروپود) ساخته می شود. سپس الیاف به دور ماسوره یا قرقره پیچانده شده و بصورت به بازار عرضه می‌شوند. دسته‌های مجتمع از الیاف تابیده شده را ‹‹ فیتیله›› و دسته‌های الیاف کربنی تابیده ندشه را ‹‹الیاف خام›› می‌نامند. در کامپوزیتها،استحکام و سختی توسط الیاف تأمین می شود و زمینه باعث یکپارچگی ساختمان کامپوزیت شده و همچنین نیرو را به الیاف منتقل می‌کند.
الیاف در مواد کامپوزیتی می‌تواند بصورتهای مختلفی: از الیاف پیوسته گرفته تا الیاف منقطع، از الیاف بلند گرفته تا الیاف کوتاه و از الیاف آلی گرفته تا الیاف معدنی باشند. بطور وسیع از شیشه، کربن،آرامید و بر برای ساخت الیاف تقویت کننده‌ها پلاستیکی (FRP) استفاده می شود. بدلیل فراوانی شیشه، الیاف شیشهای از دیگر الیاف ارزانتر است. سه نوع اصلی الیاف شیشهای وجود دارد: (1) ‹‹شیشه از نوع E›› ، (2) شیشه از نوع S›› و (3) ‹‹ شیشه از نوع S2›› حدود 00/5 دلار بر پوند است. استحکام و مدولهای الیاف کربن از کم تا زیاد متغیر است. قیمت الیاف کربنی حدوداً بین 00/8 دلار بر پوند تا 00/60 دلار بر پوند تغییر می‌کند. قیمت الیاف آرامیدی تقریباً بین 00/15 دلار بر پوند تا 00/20 دلار بر پوند است. تعدادی از رایج‌ترین انواع تقویت‌کننده‌ها (استحکام دهنده‌ها) عبارتند از:
· الیاف خام پیوسته‌ی کربنی، فیتیله شیشه ای، تارورشته‌های آرامیدی.
· الیاف خرد شده‌ی منقطع.
· الیاف بافته شده .
· الیاف بافته‌ی چند جهته (بهم وصل شده برای اصلاح خواهی سه بعدی).
· منگنه ودوخته شده.
· تابیده و بهم پیوسته بصورت سه‌بعدی.
الیاف پیوسته برای تابیدن تارها، پولتروژن، بافتن، تاباندن و کاربردهای پری‌پرگ استفاده می شود. الیاف پیوسته. بیشتر درسیستم‌های رزین ترموست و ترموپلاستیک بکار می روند. از الیاف منقطع برای ساخت قطعات به روش قالبگیری تزریقی و قالب گیری تحت فشار استفاده می شود. الیاف منقطع با بریدن الیاف پیوسته ساخته می شود. در فرآیندهای پاششی و سایر فرآیندها، از الیاف پیوسته استفاده می شود. اما قبل از کاربرد این الیاف توسط ماشین، به قطعات کوچک قابل استفاده بریده می شود.از الیاف بافته شده بصورت پارچه، برای ساختن پری‌پرگ و همچنین برای ساختار ورقه‌ای برای کاربردهای مختلف از قبیل: قایقرانی، کشتیرانی و ورزش استفاده می شود. این ورقه‌ها و صفحات، بوسیله قیطان‌ها (نواری‌های باریک) و سایر فرآیندها ساخته می شود وسپس به عنوان تقویت‌کننده برای فرایند (RTM) و سایر عملیات قالبگیری بکار می رود.
در بخش بعدی . بطور مختصر روشهای ساخت الیافی کربن، شیشه و کولار بیان می‌شود.
2-1-3-2 فنلیکها
فنلهای FAA و JAR، بدلیل دود کم و مسمومیت کمتر، از اهمیت و شایستگی بیشتری برخوردار هستند. از این مواد برای ساختار داخل هواپیما و دیواره‌های آشپزخانه استفاده می شود. و همچنین در مصارف تجاری دیگر بدلیل قیمت کم پایین، مقاومت بیشتر دربرابر آتش و تولید دود کم مورد استفاده قرار می گیرند.
فنلیکها، از واکنش فنل (اسید کربولیک) و فرم آلدوید تشکیل می‌شوند. سرعت این واکنش با افزودن اسید یا باز افزایش می‌یابد. از اوره، ریسورکینول یا ملامین می‌توان به جای فنل استفاده نمود تا خواص مختلف بدست آید. در حقیقت، از مشخصه‌هایی که فرایند سخت شدن (انجماد) آنها را نسبت به سایر رزینهای ترموست، مانند اپوکسی ها متمایز می‌کند،ایجاد آب در طی واکنش اصلاحی می باشد. این آب در طی فرایند خارج می شود. در عملیات قالبگیری تحت فشار، آب می‌تواند با ضربات پرس خارج شود. معمولاً فنلیکها رنگ تیره دارند و بنابراین در کابردهایی که رنگ پارامتر مهمی نیست، استفاده می شوند. عموماً محصولات فنلیکی رنگ قرمز، آبی،قهوه‌ای یا سیاه دارند. برای بدست آوردن محصولات با رنگ روشن، از فرم آلدوید اوره و فرم آلدوید ملامین استفاده می شود. نسبت به سایر مواد مقاوم در برابر آتش، قابلیت و توانایی محصولات فنلیکی در سایر کاربردها از قبیل موارد زیر اثبات شده است:
· مقاومت دما بالا مورد نیاز باشد.
· خواص الکتریکی لازم باشد.
· مقاومت در مقابل ساییدگی مهم باشد.
· مقاومت شیمیایی خوب و پایداری ابعادی بیشتر لازم باشد.
فنلیکها برای روشهای مختلف ساخت کامپوزیتها، از قبیل: تابیدن تارها، RTM ،قالبگیری تزریقی و قالبگیری تحت فشار استفاده می شود. فنلیکها ، قابلیت تولید آسان ،کاهش تولرانس،کاهش ماشین‌کاری و افزایش استحکام را فراهم می‌کند. از طرفی بدلیل مقاومت دما بالای فنلیکها،از آنها در اجزاء اگزوز ، قطعات موشک ،فضاپیما ،ترمزهای دیسکی استفاده می شود.
4-2 بافتها
دونوع بافت اصلی در صنایع کامپوزیت وجود دارد:
1) بافتهای تابیده شده (پیچ خورده)
2) بافتهای تابیده نشده(پیچ نخورده)
1-4-2 بافتهای تابیده (الیاف بافته شده)
بافتهای تابیده در تریلرها،کانیتزها،پوشش قایق ها، تیغه‌های برجهای آبی و سایر کاربردهای دریایی استفاده می شود. این بافتها با رشته های خام و یا الیافی خام بافته شده و یک لایه تشکیل می دهند. مقدار الیاف در جهان مختلف وسیله‌ی الگو و روش بافت کنترل می‌وشد. برای مثال: دربافتهای تک جهته تابیده،الیاف در امتداد صفر درجه بافته می شوند و 95% وزن کل بافت تشکیل می دهند. در الگوی بافت ساده (مسطح) الیاف در زاویه صفر درجه و 90 درجه بطور مساوی توزیع شده‌آند. همچنین بافتهای دورگه (پیوندی) از ترکیبات مختلف از قبیل ‹‹ شیشه/کربن›› و ‹‹کربن/ آرامید›› قابل تهیه است. به منظور مشخص شدن بافتهای شکافته شده (آسیب دیده) رشته‌هایی از سیم هادی بهمراه الیاف بافته می شود،تا توزیع سهم انرژی در هر قسمت با روش شدن سیمهای درون بافت مشخص گردد. بنابراین آسیب به ساختمان را به حداقل می رسد.
بافتهای پیچیده برای تهیه پری‌پرگ و همچنین به عنوان خوراک (مواد اولیه) برای فرآیندهای SRIM ،RTM استفاده می شود. از مزایای این بافتها قیمت پایین آنهاست.
2-4-2 بافتهای تابیده نشده
در بافتهای تابیده نشده، پس از اینکه الیاف بصورت موازی در کنار یکدیگر قرار گرفتند،بوسیله نخ پلی‌استر به هم دوخته می شوند. زمانی که فقط الیاف در جهت دلخواه است،از ‹‹تارهای تکه جهته›› استفاده می شود. به عنوان مثال در کابردهایی مثل اسکی روی آب، جهت افزایش مقاومت در مقابل خمیدگی از بافتهای موازی در طول چوب اسکی استفاده می شود. در تارهای بافت ، تقویت کننده‌ها در زاویه صفر درجه (با جهت تارها) بصورت موازی باهم قرار دارند. در حالیکه، در تارهای تک جهته بافته شده، تقویت کنند‌ها در زاویه 90 درجه (با جهت تارها) بصورت موازی با هم قرار دارند. معمولاً از تارهای بافته به عنوان الیاف تقویت کننده در لوله‌ها و تیوبها استفاده می شود و همچنین از اجزاء پولترود در جائیکه تقویت کننده در مسیر تارها لازم است، استفاده می شود. بافت سه محوری تارها2 (ْ45 وْ 0) برای افزایش سختی طول و استحکام پیچشی استفاده می شود. در حالیکه از بافت سه‌محوری (ْ 45 وْ90) برای افزایش سختی متقاطع و استحکام پیچشی استفاده می گردد. بافتهای چهار محوری شبه ایزوتروپ هستند مشروط براینکه الیاف در تمامی چهار جهت محور استحکام داشته باشد. معمولاً بافتها در محدوده‌ی وزنی بین dzlyd2 9 تا dzlyd2 200 هستند .
بافتهای تابیده نشده انعطاف پذیری بیشتری در مقایسه با بافتهای تابیده شده از خود نشان می دهند. به عنوان مثال،الیاف را می‌توان در هر زاویه‌ای از ْ0 تا ْ90 ، ْ30 ،ْ60 و ْ22 قرار داده و سپس بهم بخیه زد تا لایه‌های الیاف چند محوره ایجاد شود. در حالیکه بافتهای تابیده شده از بافندگی با محورهای ْ0 و ْ90 ساخته می شوند. بافتهای تابیده نشده استحکام بیشتری از خود نشان می دهند،زیرا الیاف مستقیم می باشند. در صورتیکه تابیده شده،الیاف به هم بافته شده و خم شده‌آند. بافتهای تابیده نشده در لایه‌ی ضخیم قابل استفاده است و بدین گونه می توان یک لایه‌ی بدون عیب در بافت تک لایه‌ای بدست آورد. این موضوع بدلیل کاهش مراحل ساخت، برای ساخت لایه‌های ضخیم‌تر از قبیل پوسته‌ی قایق مفید است.
برای ساخت بافتهای شیشه ای تابیده نشده، فتیله‌هایی با شماره‌گذاری در ترکیبات از 113، 218، 450، 675 ، 1200 و 1800 yd/lb انتخاب می‌شوند. برچسب با شماره بزرگتر نشان دهنده‌ی فتیله ظریفتر بوده و در نتیجه طول بیشتری برای دستیابی به وزن مورد نیاز است. انتخاب شماره، براساس نیازهای فیزیکی، مکانیکی و ظرافت لایه های (الیاف و یا تارها) روی هم قرار گرفته انجام می‌گیرد. رشته‌ها و تارهای ظریفتر بمفهوم حجم الیاف بیشتر و رزین کمتر است که باعث افزایش استحکام و کاهش وزن می شود. برای تأمین نیاز بازار به بافتهای ضخیم‌تر، این بافتها با ترکیب لایه‌هایی از بافتهای دوخته شده‌ی گوناگون تولید می شود.
مقاله بررسی کامپوزیت ها و کاربرد آنها
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 4 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 85 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 117 |
مقاله بررسی کامپوزیتها و کاربرد آنها در 117 صفحه ورد قابل ویرایش
2-1 کامپوزیتها چه هستند؟
ماده کامپوزیتی از ترکیب دو یا چند ماده ساخته می شود تا خواص ترکیبی بی نظیری را ایجاد کند . البته بیان فوق یک تعریف کلی است و می‌تواند آلیاژهای فلزی، پلیمرهیا پلاستیکی ،مواد معدنی . چوب را در بگیرد. «مواد کامپوزیتی مسلح شده با الیاف» با مواد فوق فرق دارند. زیرا اجزای سازنده‌ی این مواد از نظر مولکولی با هم فرق دارند و بصورت مکانیکی قابل جدا شدن هستند. بطور کلی اجزای تشکیل دهنده‌ی مسلح شده با عم عمل می‌کنند، اما در عین حال شکل اصلی خود را حفظ می کنند. خواص نهایی مادهی کامپوزیتی از خواص مواد تشکیل دهنده‌ی آن به مراتب بهتر است.
ایده ساخت کامپوزیتها توسط بشر کشف نشد، بلکه این مواد در طبیعت وجود دارند. برای مثال چوب که از ترکیبی از الیاف سلولزی در زمینه چسبی به نام لیگنین تشکیل شده است، یک کامپوزیت است. صدف جانوران بی‌مهره مثل حلزون و صدف خوراکی مثال دیگری از کامپوزیتها است. بعضی از پوسته صدفها از کامپوزیت‌های پیشرفته‌ای که بدست بشر ساخته شده، سختتر و محکمتر است. دانشمندان کشف کرده‌اند الیاف که از شبکه تار عنکبوت بدست می‌آیند از الیافی که بطور مصنوعی تولید می‌شوند، محکمتر است. در هند،یونان و دیگر کشورها، صدها سال بود که از مخلوط سبوس یا کاه با خاک رس برای ساختمان‌سازی استفاده می شد. مخلوط سبوس و خاک اره با خاک رس مثالی از «کامپوزیت با ذرات ریز» و مخلوط خاک رس با کاه نمونه ای از «کامپوزیت الیاف کوتاه» است. این مواد مسلح کننده برای بهبود کارائی کامپوزیت اضافه می شود.
مفهوم اصلی کامپوزیت به معنی دارا بودن یک ماده زمینه‌ای (ماتریس) مناسب است. معمولاً مواد کامپوزیتی بوسیله الیاف مسلح کننده دریک زمینه رزیتی ساخته می‌شوند. مسلح کننده‌ها می‌توانند الیاف، ویسکرها و .. بوده و زمینه می‌تواند از جنس فلزات، سرامیکها یا پلاستیکها باشند.
مسلح کننده‌ها می‌توانند از پلیمرها،پلاستیکها، و فلزات ساخته شوند. الیاف می‌توانند بصورت بهم پیوسته، زنجیره‌های بلند یا کوتاه باشند. کامپوزیت‌هایی که با زمینه پلیمری ساخته می‌شوند، رایج‌تر هستند و بطور وسیع در صنایع مختلف بکار می‌روند. در این کتاب کامپوزیت‌هایی که زمینه‌ی آنها از جنس رزین برپایه پلیمری است، بررسی می شوند. این مواد می‌توانند جزء «رزیتهای ترموست» یا «رزینهای ترموپلاستیک» باشند.
بافت یا الیاف مسلح کننده باعث استحکام و سختی کامپوزیت می شود. در حالیکه زمینه سبب سختی و مقاومت به خوردگی کامپوزیت می گردد. الیاف مسلح کننده می‌تواند بصورت شکلهای مختلفی از الیاف پیوسته بلند با بافتهای موجدار تا الیاف کوتاه تکه‌تکه و حصیری (درهم گیرکرده) وجود داشته باشند. هریک از این اشکال خواص مختلفی را ایجاد می‌کنند. این خواص شدیداً به روشی که الیاف در کامپوزیت قرار داده می‌شوند، بستگی دارد. دریک کامپوزیت تمامی شکلهای فوق‌الذکر و یا یکی از آنها می‌تواندت مورد استفاده قرار گیرد. موضوع مهمی که در مورد کامپوزیتها بایستی در نظر گرفته شود این است که الیاف نیرو تحمل می‌کند و لذا حداکثر استحکام کامپوزیت در راستای محور الیاف است. وجود الیاف بلند پیوسته در جهت اعمال نیرو باعث می شود که خواص کامپوزیت کاملاً با خواص رزین متفاوت باشد. کامپوزیتی دارای الیاف به شکل بصورت تکه‌های کوچک است، خواص ضعیفتری نستب به کامپوزیتی که الیاف آن بصورت پیوسته است، از خود نشان می‌دهد. شکل الیاف برحسب نوع کاربرد (مهندسی یا غیرمهندسی) و روش ساخت انتخاب می شود . برای کاربر دهای مهندسی (ساختمانی)، الیاف پیوسته یا بلند پیشنهاد می شود. در حالیکه برای کاربردهای غیرمهندسی (غیرساختمانی) الیاف کوتاه انتخاب می شود. در ریخته‌گری تزریقی و ریخته‌گری تحت فشار از الیاف کوتاه، در حالیکه در تابیدن تارها،بسته‌بندیهای رولری و پولتروژن از الیاف پیوسته استفاده می شود.
3-1 نحوه عملکرد الیاف و زمینه
ماده کامپوزیتی با مسلح کردن پلاستیکها توسط الیاف تشکیل می‌شوند برای درک بهتر رفتار کامپوزیتها، باید اطلاعات دقیقی از نقش الیاف و مواد زمینه در کامپوزیتها در دسترس باشد،مهمترین وظایف الیاف و زمینه کامپوزیتها بشرح زیر است:
وظایف مهم و اصلی الیاف در کامپوزیتها عبارتند از:
§ تحمل بار و نیرو؛ در یک کامپوزیت ساختمانی(مهندسی) 70% تا 90% نیرو توسط الیاف تحمل می شود.
§ سختی، استحکام، پایداری گرمایی و بقیه‌ی خواص ساختاری در کامپوزیتها به الیاف آن بستگی دارد.
§ هدایت الکتریکی یا عایق بودن کامپوزیت، به نوع الیاف مورد استفاده در آن بستگی دارد.
زمینه (مادهی زمینه) وظایف زیر را در ساختار کامپوزیت انجام می‌دهد. بسیاری از این وظایف برای عملکرد مطلوب یک مادهی کامپوزیت ضروری است. الیاف موجد در زمینه و یا خود الیاف به تنهایی بدون حضور مادهی زمینه و یا یک چسب بندرت استفاده می شود. وظایف مهم زمینه کامپوزیت شامل موارد زیر است.
§ زمینه؛ الیاف را به هم پیوند می‌دهد و بار وارده به کامپوزیت را به الیاف را منتقل می‌کند. زمینه، به ساختار ماده ی کامپوزیتی سختی،یکپارچگی و شکل می‌بخشد.
§ زمینه؛ الیاف را ایزوله می‌کند. بطوریکه تکه‌تکه الیاف می‌توانند به طور جداگانه نقش خود را ایفا کنند. این عمل تجمع آنها را کاهش داد ویا آن را متوقف می‌کند.
§ زمینه؛ سطحی با کیفیت پرداخت خوب بوجود آورده و کمک می‌کند که محصول دارای شکل نهایی یا نزدیک به آن باشد.
§ زمینه از الیاف در مقابل هجوم شیمیایی و آسیبهای مکانیکی (سایش) محافظت می‌کند.
§ خواص شکل دهد از قبیل : انعطاف پذیری، استحکام فشاری و … به نوع ماده زمینه بستگی دارد. زمینه انعطاف‌پذیر باعث افزایش چقرمگی ساختار می شود و در جائیکه به چقرمگی بیشتری نیاز باشد از کامپوزیتها با زمینه ترموپلاستیک استفاده می شود.
§ نحوه شکست مادهی کامپوزیت، نه تنها بشدت به نوع مادهی زمینه‌ی بستگی دارد، بلکه به میزان سازگاری آن با الیاف نیز وابسته است.
4-1 مزایای خاص کامپوزیتها
معمولاً، کامپوزیتها برای کاربردهایی که کارآیی زیاد و وزن کم لازم است، طراحی و ساخته می‌شوند. این مواد دارای مزایای بسیار زیادی نسبت به مواد مهندسی سنتی هستند که در زیر شرح داده می شود:
1) مواد کامپوزیتی قابلیت یکپارچه کردن اجزا را دارند،چند جزء فلزی مختلف می‌تواند با یک کامپوزیت جایگزین شود.
2) با قرار دادن سنسورهایی در ساختارهای کامپوزیتی می‌توان آنها را به سرویسهای ردیابی مجهز کرد .از این امکان برای آشکارسازی آسیب ناشی از خستگی در ساختار هواپیما استفاده می شود و نیز می تواند برای ردیابی جریان رزین در فرایند RTM (قالبگیری رزین) استفاده گردد. مواد دارای سنسور، را مواد هوشمند می‌نامند.
3) مطابق جدول (1-1) کامپوزیت‌های سختی ویژه‌ی (نسبت سختی به دانسیته) بالایی دارند. کامپوزیتها دارای سختی فولاد، با یک پنجم وزن آن و دارای سختی آلومینیوم، با یک دوم وزن آن هستند.
4) استحکام ویژه‌ی (نسبت استحکام به چگالی) کامپوزیتها بسیار بالا است. به همین دلیل هواپیما و اتومبیل سریعتر حرکت کرده و سوخت کمتری مصرف می کنند. استحکام ویژه‌ی کامپوزیتها 3 تا 5 برابر آلیاژهای فولاد و آلومینیوم است. به دلیل سختی ویژه و استحکام ویژه‌ی بالاتر، قطعات کامپوزیتی وزن کمتری نسبت به قطعات مشابه دارند.
5) استحکام خستگی (حد دوام) کامپوزیتها بسیار بالا است. آلیاژهای فولاد و آلومینیوم دارای حد خستگی خوبی در حدود 50% استحکام استاتیکی خود هستند. کامپوزیت‌های کربن/اپوکسی با الیاف همجهت دارای استحکام خستگی بالایی نزدیک به 90% استحکام استاتیکی خود می باشد.
6) کامپوزیتها مقاومت به خوردگی خوبی دارند. آهن و آلومینیوم در حضور آب و هوا خورده می‌شوند لذا احتیاج به پوشش و آلیاژ خاص دارند. اما لایه‌ی بیرونی کامپوزیتها از پلاستیک است، لذا مقاومت شیمیای و مقاومت به خوردگی آنها بسیار خوب است.
8-1 صنعت ساختمان سازی
صنعت ساختمان سازی و شهرسازی دومین مصرف کنندگان مهم کامپوزیت ها هستند. معماران و مهندسین ساختمان متفق‌القول هستند که در آینده، سازه‌های ساخته شده در آمریکا، مخصوصاً پل‌های موجود در راههای اصلی وضعیت بدی خواهند داشت. بطوریکه براساس اسناد ‹‹اداره مرکزی راه و ترابری آمریکا›› ، 42% از پل‌های محلی احتیاج به مرمت دارند و بقیه متروک می‌گردند. دولت مرکزی تقریبا 87 میلیارد دلار بودجه در 20 سال آینده صرف نوسازی ساختمان‌ها نموده است. انگیزه اصلی استفاده از پلاستیک‌های مسلح شده با شیشه و کربن برای پل‌ها، کاهش هزینه‌های نصب، تعمیر و نگهداری و افزایش طول عمر و بهبود مقاومت به خوردگی و دوام پل‌ها است. از طرف دیگر، به دلیل نصب و تعمیر سریع ، ترافیک در جاده‌ها و معابر به حداقل خود می‌رسد.
استفاده کامپوزیت‌هایی از قبیل: کامپوزیت‌های اپوکسی/ شیشه،اپوکسی/ کربن، و آرامید/ اپوکسی در مطالعه، زمین لرزه و مسائل مربوط به زلزله علاوه بر رشد چشمگیر آن، بسیار موفقیت آمیز بوده است.
7-8-1 کاربردهای صنعتی
استفاده از کامپوزیتها در کابردهای صنعتی مختلف توسعه یافته است. از کامپوزیتها در ساخت غلتک های صنعتی و شفتها برای صنعت چاپ و شفتهای متحرک صنعتی برای برجهای خنک کننده استفاده می شود.
بکارگیری کامپوزیتها با الیاف بافته (درهم رفته) برای موارد فوق‌الذکر بسیار مفید است. کامپوزیت‌های ساخته شده با الیاف کوتاه به روش ریخته‌گری تزریقی، در پیستونها، غلتک، پمپها و بوشها کاربرد دارند. همچنین از کامپوزیتها برای بهبود سختی، زمان پاسخگوی و کاهش استهلاک در ساختن بازوهای روبات استفاده می شود.
مواد اولیه برای ساخت قطعه
1-2 مقدمه
برای تولید قطعه، در هر روش ساخت از نوع خاصی ماده اولیه استفاده می شود. این ماده اولیه ممکن است ، برای یک روش ساخت مناسب باشد و در جایی دیگر همان ماده ممکن است ، برای روش ساخت دیگر مناسب نباشد.
به عنوان مثال، برای ساخت قطعه‌ای بشکل کروی از فرایند قالبگیری تزریقی مواد ترکیبی استفاده می شود، در صورتیکه از این روش نمی توان برای تابیدن تارها و یا فرایند پولتروژن استفاده کرد. دراثر موارد از تابیدن تراها و پولتروژن ،برای الیاف پیوسته و سیستمهای باز رزین مرطوب استفاده می شود. در فرایند تابیدن تارها، که برای ساختن چوب گلف،تیوبهای دوچرخه و سایر تولیدات مشابه استفاده می شود، به مواد پری‌پرگ نیاز است. از اینرو، برای ساخت محصولات کامپوزیتی،آگاهی داشتن از خواص مواد اولیه موجود بسایر ضروری و مهم است.
بطور کلی فرآیندهای ساخت کامپوزیتها را می توان به دو گروه، (1) مواد کامپوزیت ترموست و (2) مواد کامپوزیت ترموپلاستیک تقسیم کرد. ترموست‌ها موادی هستند که فقط یکبار جامد می شوند و مجدداً نمی‌توان آنها را ذوب کرد. درصورتیکه ترموپلاستیک‌ها موادی هستند، که فقط یکبار جامد می شوند و مجدداً نمی‌توان آنها را ذوب کرد. درصورتیکه ترموپلاستیک‌ها موادی هستند، که بعد جامد شدن می‌توان دوباره آنها را ذوب و مجدداً شکل دهی نمود. فرآور، سرمایه‌گذاری،قابلیت‌بازیابی، انبار کردن و کارآئی مواد ترموست و ترموپلاستیک دارای مزایا و معایب خاص خودشان هستند. در تمامی سیستمهای کامپوزیتی دو جزء اصلی، مانند تقویت‌کننده‌ها (استحکام دهنده) و رزین وجود دارد.
2-2 تقویت‌کننده ها (استحکام دهنده‌ها یا مسلح‌کننده‌ها)
تقویت کننده‌ها از اجزای مهم کامپوزیتها هستند . این اجزاء برای ایجاد سختی و استحکام در کامپوزیتها لازم هستند. تقویت‌کننده‌ها ساختاری میله‌ای شکل دارند. رایج‌ترین تقویت‌کننده‌ها، الیاف از جنس شیشه، کربن، آرامید و بر هستند. معمولاً قطر الیاف بین 5 میکرون (0002/0اینچ) تا 20 میکرون (0008/0 اینچ) است. قطر الیاف شیشهای بین mتا m8، الیاف آرامیدی m5/12 و الیاف بر m100 است. بدلیل قطر کم، الیاف بسیار انعطاف‌پذیرند و به آسانی به شکلهای مختلف در می آیند. معمولاً الیاف برای کاربردهایی از قبیل تابیدن یا بافتن بصورت رشته‌ای (ایجاد الیاف بصورت تاروپود) ساخته می شود. سپس الیاف به دور ماسوره یا قرقره پیچانده شده و بصورت به بازار عرضه می‌شوند. دسته‌های مجتمع از الیاف تابیده شده را ‹‹ فیتیله›› و دسته‌های الیاف کربنی تابیده ندشه را ‹‹الیاف خام›› می‌نامند. در کامپوزیتها،استحکام و سختی توسط الیاف تأمین می شود و زمینه باعث یکپارچگی ساختمان کامپوزیت شده و همچنین نیرو را به الیاف منتقل می‌کند.
الیاف در مواد کامپوزیتی می‌تواند بصورتهای مختلفی: از الیاف پیوسته گرفته تا الیاف منقطع، از الیاف بلند گرفته تا الیاف کوتاه و از الیاف آلی گرفته تا الیاف معدنی باشند. بطور وسیع از شیشه، کربن،آرامید و بر برای ساخت الیاف تقویت کننده‌ها پلاستیکی (FRP) استفاده می شود. بدلیل فراوانی شیشه، الیاف شیشهای از دیگر الیاف ارزانتر است. سه نوع اصلی الیاف شیشهای وجود دارد: (1) ‹‹شیشه از نوع E›› ، (2) شیشه از نوع S›› و (3) ‹‹ شیشه از نوع S2›› حدود 00/5 دلار بر پوند است. استحکام و مدولهای الیاف کربن از کم تا زیاد متغیر است. قیمت الیاف کربنی حدوداً بین 00/8 دلار بر پوند تا 00/60 دلار بر پوند تغییر می‌کند. قیمت الیاف آرامیدی تقریباً بین 00/15 دلار بر پوند تا 00/20 دلار بر پوند است. تعدادی از رایج‌ترین انواع تقویت‌کننده‌ها (استحکام دهنده‌ها) عبارتند از:
· الیاف خام پیوسته‌ی کربنی، فیتیله شیشه ای، تارورشته‌های آرامیدی.
· الیاف خرد شده‌ی منقطع.
· الیاف بافته شده .
· الیاف بافته‌ی چند جهته (بهم وصل شده برای اصلاح خواهی سه بعدی).
· منگنه ودوخته شده.
· تابیده و بهم پیوسته بصورت سه‌بعدی.
الیاف پیوسته برای تابیدن تارها، پولتروژن، بافتن، تاباندن و کاربردهای پری‌پرگ استفاده می شود. الیاف پیوسته. بیشتر درسیستم‌های رزین ترموست و ترموپلاستیک بکار می روند. از الیاف منقطع برای ساخت قطعات به روش قالبگیری تزریقی و قالب گیری تحت فشار استفاده می شود. الیاف منقطع با بریدن الیاف پیوسته ساخته می شود. در فرآیندهای پاششی و سایر فرآیندها، از الیاف پیوسته استفاده می شود. اما قبل از کاربرد این الیاف توسط ماشین، به قطعات کوچک قابل استفاده بریده می شود.از الیاف بافته شده بصورت پارچه، برای ساختن پری‌پرگ و همچنین برای ساختار ورقه‌ای برای کاربردهای مختلف از قبیل: قایقرانی، کشتیرانی و ورزش استفاده می شود. این ورقه‌ها و صفحات، بوسیله قیطان‌ها (نواری‌های باریک) و سایر فرآیندها ساخته می شود وسپس به عنوان تقویت‌کننده برای فرایند (RTM) و سایر عملیات قالبگیری بکار می رود.
در بخش بعدی . بطور مختصر روشهای ساخت الیافی کربن، شیشه و کولار بیان می‌شود.
2-1-3-2 فنلیکها
فنلهای FAA و JAR، بدلیل دود کم و مسمومیت کمتر، از اهمیت و شایستگی بیشتری برخوردار هستند. از این مواد برای ساختار داخل هواپیما و دیواره‌های آشپزخانه استفاده می شود. و همچنین در مصارف تجاری دیگر بدلیل قیمت کم پایین، مقاومت بیشتر دربرابر آتش و تولید دود کم مورد استفاده قرار می گیرند.
فنلیکها، از واکنش فنل (اسید کربولیک) و فرم آلدوید تشکیل می‌شوند. سرعت این واکنش با افزودن اسید یا باز افزایش می‌یابد. از اوره، ریسورکینول یا ملامین می‌توان به جای فنل استفاده نمود تا خواص مختلف بدست آید. در حقیقت، از مشخصه‌هایی که فرایند سخت شدن (انجماد) آنها را نسبت به سایر رزینهای ترموست، مانند اپوکسی ها متمایز می‌کند،ایجاد آب در طی واکنش اصلاحی می باشد. این آب در طی فرایند خارج می شود. در عملیات قالبگیری تحت فشار، آب می‌تواند با ضربات پرس خارج شود. معمولاً فنلیکها رنگ تیره دارند و بنابراین در کابردهایی که رنگ پارامتر مهمی نیست، استفاده می شوند. عموماً محصولات فنلیکی رنگ قرمز، آبی،قهوه‌ای یا سیاه دارند. برای بدست آوردن محصولات با رنگ روشن، از فرم آلدوید اوره و فرم آلدوید ملامین استفاده می شود. نسبت به سایر مواد مقاوم در برابر آتش، قابلیت و توانایی محصولات فنلیکی در سایر کاربردها از قبیل موارد زیر اثبات شده است:
· مقاومت دما بالا مورد نیاز باشد.
· خواص الکتریکی لازم باشد.
· مقاومت در مقابل ساییدگی مهم باشد.
· مقاومت شیمیایی خوب و پایداری ابعادی بیشتر لازم باشد.
فنلیکها برای روشهای مختلف ساخت کامپوزیتها، از قبیل: تابیدن تارها، RTM ،قالبگیری تزریقی و قالبگیری تحت فشار استفاده می شود. فنلیکها ، قابلیت تولید آسان ،کاهش تولرانس،کاهش ماشین‌کاری و افزایش استحکام را فراهم می‌کند. از طرفی بدلیل مقاومت دما بالای فنلیکها،از آنها در اجزاء اگزوز ، قطعات موشک ،فضاپیما ،ترمزهای دیسکی استفاده می شود.
4-2 بافتها
دونوع بافت اصلی در صنایع کامپوزیت وجود دارد:
1) بافتهای تابیده شده (پیچ خورده)
2) بافتهای تابیده نشده(پیچ نخورده)
1-4-2 بافتهای تابیده (الیاف بافته شده)
بافتهای تابیده در تریلرها،کانیتزها،پوشش قایق ها، تیغه‌های برجهای آبی و سایر کاربردهای دریایی استفاده می شود. این بافتها با رشته های خام و یا الیافی خام بافته شده و یک لایه تشکیل می دهند. مقدار الیاف در جهان مختلف وسیله‌ی الگو و روش بافت کنترل می‌وشد. برای مثال: دربافتهای تک جهته تابیده،الیاف در امتداد صفر درجه بافته می شوند و 95% وزن کل بافت تشکیل می دهند. در الگوی بافت ساده (مسطح) الیاف در زاویه صفر درجه و 90 درجه بطور مساوی توزیع شده‌آند. همچنین بافتهای دورگه (پیوندی) از ترکیبات مختلف از قبیل ‹‹ شیشه/کربن›› و ‹‹کربن/ آرامید›› قابل تهیه است. به منظور مشخص شدن بافتهای شکافته شده (آسیب دیده) رشته‌هایی از سیم هادی بهمراه الیاف بافته می شود،تا توزیع سهم انرژی در هر قسمت با روش شدن سیمهای درون بافت مشخص گردد. بنابراین آسیب به ساختمان را به حداقل می رسد.
بافتهای پیچیده برای تهیه پری‌پرگ و همچنین به عنوان خوراک (مواد اولیه) برای فرآیندهای SRIM ،RTM استفاده می شود. از مزایای این بافتها قیمت پایین آنهاست.
2-4-2 بافتهای تابیده نشده
در بافتهای تابیده نشده، پس از اینکه الیاف بصورت موازی در کنار یکدیگر قرار گرفتند،بوسیله نخ پلی‌استر به هم دوخته می شوند. زمانی که فقط الیاف در جهت دلخواه است،از ‹‹تارهای تکه جهته›› استفاده می شود. به عنوان مثال در کابردهایی مثل اسکی روی آب، جهت افزایش مقاومت در مقابل خمیدگی از بافتهای موازی در طول چوب اسکی استفاده می شود. در تارهای بافت ، تقویت کننده‌ها در زاویه صفر درجه (با جهت تارها) بصورت موازی باهم قرار دارند. در حالیکه، در تارهای تک جهته بافته شده، تقویت کنند‌ها در زاویه 90 درجه (با جهت تارها) بصورت موازی با هم قرار دارند. معمولاً از تارهای بافته به عنوان الیاف تقویت کننده در لوله‌ها و تیوبها استفاده می شود و همچنین از اجزاء پولترود در جائیکه تقویت کننده در مسیر تارها لازم است، استفاده می شود. بافت سه محوری تارها2 (ْ45 وْ 0) برای افزایش سختی طول و استحکام پیچشی استفاده می شود. در حالیکه از بافت سه‌محوری (ْ 45 وْ90) برای افزایش سختی متقاطع و استحکام پیچشی استفاده می گردد. بافتهای چهار محوری شبه ایزوتروپ هستند مشروط براینکه الیاف در تمامی چهار جهت محور استحکام داشته باشد. معمولاً بافتها در محدوده‌ی وزنی بین dzlyd2 9 تا dzlyd2 200 هستند .
بافتهای تابیده نشده انعطاف پذیری بیشتری در مقایسه با بافتهای تابیده شده از خود نشان می دهند. به عنوان مثال،الیاف را می‌توان در هر زاویه‌ای از ْ0 تا ْ90 ، ْ30 ،ْ60 و ْ22 قرار داده و سپس بهم بخیه زد تا لایه‌های الیاف چند محوره ایجاد شود. در حالیکه بافتهای تابیده شده از بافندگی با محورهای ْ0 و ْ90 ساخته می شوند. بافتهای تابیده نشده استحکام بیشتری از خود نشان می دهند،زیرا الیاف مستقیم می باشند. در صورتیکه تابیده شده،الیاف به هم بافته شده و خم شده‌آند. بافتهای تابیده نشده در لایه‌ی ضخیم قابل استفاده است و بدین گونه می توان یک لایه‌ی بدون عیب در بافت تک لایه‌ای بدست آورد. این موضوع بدلیل کاهش مراحل ساخت، برای ساخت لایه‌های ضخیم‌تر از قبیل پوسته‌ی قایق مفید است.
برای ساخت بافتهای شیشه ای تابیده نشده، فتیله‌هایی با شماره‌گذاری در ترکیبات از 113، 218، 450، 675 ، 1200 و 1800 yd/lb انتخاب می‌شوند. برچسب با شماره بزرگتر نشان دهنده‌ی فتیله ظریفتر بوده و در نتیجه طول بیشتری برای دستیابی به وزن مورد نیاز است. انتخاب شماره، براساس نیازهای فیزیکی، مکانیکی و ظرافت لایه های (الیاف و یا تارها) روی هم قرار گرفته انجام می‌گیرد. رشته‌ها و تارهای ظریفتر بمفهوم حجم الیاف بیشتر و رزین کمتر است که باعث افزایش استحکام و کاهش وزن می شود. برای تأمین نیاز بازار به بافتهای ضخیم‌تر، این بافتها با ترکیب لایه‌هایی از بافتهای دوخته شده‌ی گوناگون تولید می شود.