Influence of speed of resin injection under pressure into mould on strength properties of polymer composite

• Autorzy: Chatys Rafał , Piernik Krzysztof

Warianty tytułu

PL

Wpływ prędkości wtłaczania żywicy pod ciśnieniem do wnętrza formy na właściwości wytrzymałościowe kompozytu polimerowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a part of research aimed at determining the impact of the speed of resin injection under pressure into the mould on the quality of a laminate. In addition, technological defects such as inaccurate material placement, uneven resin injection into the mould, microvoids and microcracks during gelation are taken into account. For this purpose, the velocity and viscosity of the injected resin (via the Hagen-Poiseuille equation) were analysed analytically, and the gelation temperaturę of the resin was analysed numerically and compared with the experimental results. Strength tests were carried out on samples of two different lengths made using the RTM method. In the specimens cut with a different measuring base, significant scatter was found resulting from the superposition of effects and phenomena (delamination, voids or scale effect) related to the quality of the produced laminate.

PL

Przedstawiono fragment badań mających na celu określenie wpływu prędkości wtrysku żywicy pod ciśnieniem do formy na jakość laminatu. Dodatkowo uwzględniono wady technologiczne, takie jak niedokładne ułożenie materiału, nierównomierne wtryskiwanie żywicy do formy, mikropustki i mikropęknięcia podczas żelowania. W tym celu przeprowadzono analizę analityczną prędkości i lepkości wtryskiwanej żywicy (poprzez zależność Hagen-Poiseuille'a) oraz analizę numeryczną temperatury żelowania żywicy i porównano ją z wynikami doświadczalnymi. Badania wytrzymałościowe przeprowadzono na próbkach o dwóch różnych długościach, wykonanych metodą RTM. W próbkach wyciętych z różną podstawą pomiarową stwierdzono znaczny rozrzut wynikający z nałożenia się efektów i zjawisk (delaminacji, pustek czy efektu skali) związanych z jakością wytworzonego laminatu

Słowa kluczowe

EN

strength; laminate; technological parameters; resin medium; RTM method

PL

wytrzymałość; laminat; parametry technologiczne; medium żywiczne; metoda RTM

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 21, nr 1-2
• Strony: 40--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chatys Rafał

• Kielce University of Technology, al. 1000-lecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

autor

Piernik Krzysztof

• Kielce University of Technology, al. 1000-lecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

Bibliografia

• [1] Rouison D., Couturier M., Panthapulakkak S., Sain M., Measurement of the average permeability of natural fibre mats in resin transfer moulding application. Polym. Compos. 2006, 3(14), 229-238.
• [2] Królikowski W., Polimerowe kompozyty konstrukcyjne, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012.
• [3] Kozioł M., Nasycanie ciśnieniowo-próżniowe zszywanych oraz tkanych trójwymiarowo preform z włókna szklanego, Wydawnictwo Politechniki Śląskie, Gliwice 2016.
• [4] Kuwahara F., Nakayama A., A numerical study of interfacial convective heat transfer coefficient in two-energy equation model for onvection in porous media, International Journal of Heat and Mass Transfer 2001, 44, 1153-1159
• [5] Mal O., Couniot A., Dupret F., Non-isothermal simulation of resin transfer molding process, Composites Part A 1998, 29A, 189-198.
• [6] Hsiao K., Laudorn H., Advani, S.G., Experimental investigation of heat dispersion due to impregnation of viscous luids in heated fibrous porous during composites processing, ASME J. of Heat Transfer 2001, 123, 178-187.
• [7] Hunt M.L., Tien C.L., Effects of thermal dispersion on forced convection in fibrous media, Int. J. Heat Mass Transfer 1987, 31, 301-309.
• [8] Kaviany M., Principles of Heat Transfer in Porous Media, 2nd ed., Springer-Verlag, New York 1995.
• [9] Bociąga E., Sikora R., Kryteria podobieństwa przepływów tworzyw polimerowych w zimnych kanałach form wtryskowych, Polimery 2004, 1(49), 36-41.
• [10] Kennedy P., Flow Analysis of Injection Molds, Hanser Publishers, Munich-Vienna-New Jork 1995.
• [11] Szymsza J., Wojnarowski J., Nowak A., Blacha L., Mechanika płynów z metodycznym zbiorem zadań: Podstawy dynamiki, Cz. 2, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2005.
• [12] Wilczyński K., Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych, WNT, Warszawa 2001.
• [13] Chatys R., Piernik K., Modelowanie właściwości mechanicznych wyrobów lotniczych wytworzonych z kompozytów wzmocnionych włóknami, Przetwórstwo Tworzyw 2015, 6(149), 440-445.
• [14] Chaiang H.H., Hierber C.A., Wang K.K., Polym. Eng. Sci.1991, 31, 116-125.
• [15] Zawistowski H., Flenkler D., Konstrukcja form wtryskowych do tworzyw termoplastycznych, WNT, Warszawa 1984.
• [16] Rauwendaal Ch., Polymer Extrusion, Haner Publishers, New York 1996.
• [17] Smorawiński A., Technologia wtrysku, Warszawa 1989.
• [18] Sikora R., Podstawy przetwórstwa tworzyw wielkocząsteczkowych, Wyd. Politechniki Lubelskiej, Lublin 1992.
• [19] Sikora R., Przetwórstwo tworzyw wielocząsteczkowych, WE, Warszawa 1993.
• [20] Abbes B., Ayad R., Prudhomme J.-C., Onteniente J.-P., Polym. Eng. Sci.1998, 38, 2029.
• [21] Papathanasiou T.D., Kamal M.R., Polym. Eng. Sci. 1993, 33, 400.
• [22] Królikowski W., Kłosowska-Wołkowicz Z., Penczek P., Żywice i laminaty poliestrowe, WNT, Warszawa 1986.
• [23] Piernik K., Chatys I., Chatys R., Impact of methods of forming on mechanical properties of fiber-reinforced polymer-matrix composites materials, Transport and Aerospace Engineering, Riga, Ed. RTU Press, Latvia, 2015, 1, 4-8.
• [24] Chatys R., Piernik K., Influence of scale effect and time on strength properties of polymer composite made by vacuum method, Composites Theory and Practice 2018, 2, 103-109.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).