Manufacture of transmission housing by contact layer technique using vaccum bag

• Autorzy: Smoleń Jakub , Cyganek Artur , Kozioł Mateusz

Warianty tytułu

PL

Wykonanie obudowy przekładni techniką laminowania ręcznego z workiem próżniowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents an experimental procedure for making a single product - a gear housing, by the hand lay-up technique using a vacuum bag, as part of an adaptation project. The applied technological procedure included using the original element as a model to produce a mold, the production of the mold and the production of two elements from two alternatively reinforced laminates (a chopped-strand mat and a plain-woven fabric), by the hand lay-up method. On the basis of the observations made during the technological procedures and based on evaluation of the manufactured products, it was stated that the hand lay-up lamination technique with additional use of a vacuum bag is a very good and simple method of making single products. The use of vacuum prevents the occurrence of defects typical for classic manual lamination, such as delaminations, closed air bubbles, or (especially) lack of adhesion in low-radius curved areas. It was also found that the original solution consisting in removing the semi-finished product in the form of a part of the hardened stack from the model/form and continuing the lamination of the remaining layers outside the model/form is effective. It has no visible impact on the quality of the product and significantly facilitates demolding. An important issue during the application of vacuum bag assistance is proper selection of the amount of catalyst for the resin. This should be preceded by measuring the room temperature in which the process is carried out and the time of the hand lay-up lamination process - the number of layers should be selected for the predicted resin curing time so that a proper lay-up can be prepared and the vacuum process carried out before the laminate cures. The manufactured elements require slight machining of the technological surplus, which is difficult to avoid when designing a technically simple form for a single or low-series product.

PL

Przedstawiono eksperymentalną procedurę wykonania jednostkowego wyrobu - obudowy przekładni - techniką laminowania ręcznego z workiem próżniowym, w ramach projektu adaptacyjnego. Zastosowana procedura technologiczna obejmowała wykorzystanie pierwotnego elementu jako modelu do wykonania formy, wykonanie formy oraz wykonanie na niej dwóch elementów z dwóch alternatywnie wzmocnionych laminatów (mata oraz tkanina krzyżowa) metodą kontaktową. Na podstawie obserwacji poczynionych w trakcie prowadzonych czynności technologicznych oraz na podstawie oceny wytworzonych wyrobów stwierdzono m.in., że technika laminowania kontaktowego z użyciem worka próżniowego jest bardzo dobrą i prostą metodą wykonywania wyrobów jednostkowych. Zastosowanie próżni zapobiega występowaniu wad typowych dla laminowania ręcznego, jak delaminacja, zamknięte pęcherze powietrza czy (szczególnie) niedoformowanie w obszarach zakrzywionych o małych promieniach. Stwierdzono też, że oryginalne rozwiązanie polegające na zdejmowaniu z modelu/formy półproduktu w postaci części utwardzonego stosu i kontynuacja laminowania pozostałych warstw poza modelem/formą jest skuteczne, nie ma widocznego wpływu na jakość wyrobu i znacząco ułatwia odformowywanie. Istotną rzeczą przy technice z workiem próżniowym jest odpowiedni dobór ilości utwardzacza do żywicy. Powinien być on poprzedzony pomiarem temperatury pomieszczenia, w którym prowadzi się proces oraz oszacowaniem czasu laminowania kontaktowego danego stosu - należy dobrać ilość warstw do przewidywanego czasu sieciowania żywicy tak, aby zdążyć przygotować i przeprowadzić proces próżniowy przez utwardzeniem laminatu. Wytworzone elementy wymagały przeprowadzenia nieznacznej obróbki mechanicznej naddatków technologicznych, czego trudno uniknąć przy projektowaniu prostej formy dla wyrobu jednostkowego.

Słowa kluczowe

EN

gear housing; hand lay-up composites; vacuum bag; adaptation projects

PL

obudowa przekładni; technika laminowania kontaktowego; worek próżniowy; projekty adaptacyjne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 19, nr 1
• Strony: 18--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smoleń Jakub

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Cyganek Artur

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Kozioł Mateusz

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] Skoć A., Świtoński E., Przekładnie zębate. Zasady dzi łania. Obliczenia geometryczne i wytrzymałościowe, WN PWN, Warszawa 2016.
• [2] Figlus T., Gnap J., Skrucany T., Sarkan B., Stoklosa J., The use of denoising and analysis of the acoustic signal entropy in diagnosing engine valve clearance., Entropy 2016, 18, 7, 253.
• [3] Królikowski W., Polimerowe kompozyty konstrukcyjne, WN PWN, Warszawa 2012.
• [4] Bienias J., Surowska B., Jakubczak P., The comparison of low-velocity impact resistance of aluminum/carbon and glass fiber metal laminates 2018, 39, 8, 2977.
• [5] Wysocki R.K., Efektywne zarządzanie projektami, Helion, Gliwice 2009.
• [6] Bellini C., Sorrentino L., Analysis of cure induced deformation of CFRP U-shaped laminates, Composite Structures 2018, 197, 1-9.
• [7] Hyla I., Śleziona J., Kompozyty - elementy mechaniki i projektowania, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.
• [8] Aleksendric D., Bellini C., Carlone P., Cirovic V., Rubino F., Sorrentino L., Neural-fuzzy optimization of thick composites curing process, Materials and Manufacturing Processes 2019, 34, 3, 262-273.
• [9] Kozioł M., Nasycanie ciśnieniowo-próżniowe zszywanych oraz tkanych trójwymiarowo preform z włókna szklanego, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2016.
• [10] Kozioł M., Rydarowski H., Wytwarzanie wyrobów z laminatów żywica utwardzalna - włókno na przykładzie łopaty wentylatora przemysłowego, Wydawnictwo Głównego Instytutu Górnictwa, Katowice 2014.
• [11] Śleziona J., Podstawy technologii kompozytów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1998.
• [12] Majerski K., Surowska B., Bienias J., The comparison of effects of hygrothermal conditioning on mechanical properties of fibre metal laminates and fibre reinforced polymers, Composites Part B, 2018, 142, 108-116.
• [13] Kozioł M., Hekner B., Wieczorek J., Surface quality and mechanical properties of epoxy-glass fibre laminates manufactured by VARI method with use of gelcoat, Composites Theory and Practice (Kompozyty) 2016, 16(3), 167-173.
• [14] Kozioł M., Wieczorek J., Hekner B., Surface quality and mechanical properties of epoxy-glass fibre laminates manufactured by RTM method with use of gelcoat, Composites Theory and Practice (Kompozyty) 2016, 16(3), 189-195.
• [15] Boczkowska A., Krzesiński G., Kompozyty i techniki ich wytwarzania, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2016.
• [16] Meier R., Kahraman I., Seyhan A.T., Zaremba S., Drechsler K., Evaluating vibration assisted vacuum infusion processing of hexagonal boron nitride sheet modified carbon fabric/epoxy composites in terms of interlaminar shear strength and void content, Composites Science and Technology 2016, 128, 94-103.
• [17] Hekner B., Myalski J., Valle N., Botor-Probierz A., Sopicka-Lizer M., Wieczorek J., Friction and wear behavior of Al-SiC(n) hybrid composites with carbon addition, Composites Part B 2017, 108, 291-300.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).