مع تطور المجتمع،ملف تعريف البثقبدأت الصناعة تكتسب أهمية كبيرة بسبب التوسع في استخدامملف تعريف البثقمعالجة المنتجات في مجالات مثل البناء والبنية التحتية. ستأخذك هذه المقالة عبر تاريخملف تعريف البثقعملية.

1. ما هي عملية تشكيل البثق؟

باختصار، عملية تشكيل البثق هي عملية تصنيع تخلق بوليمرات معززة بالألياف ذات مقطع عرضي مستمر. وفي المصطلحات اليومية، إنها طريقة لصنع أشياء مثل قضبان الألياف الزجاجية التي ستبدو متشابهة إذا قمت بقطع قطعة في أي مكان على طولها.

يبدو الاسم وكأنه مزيج من "السحب" و "البثق". قد تعلم أن البثق هو عملية دفع المواد إلى قالب لتشكيل مقطع عرضي متناسق. على النقيض من ذلك، تسحب عملية ملف تعريف البثق حزم الألياف من خلال جهاز يربطها بنوع من البوليمر (أو البلاستيك). ميزتها الرئيسية هي أنها تخلق مادة مقواة بالألياف متسقة بطريقة فعالة.

2. البيئة المناسبة للابتكار.

إذا درست التاريخ، ستلاحظ أنه عندما يتم تطوير بعض الابتكارات المهمة، فغالبًا ما يكون من الصحيح أن العديد من الأشخاص يعملون على نفس المشكلة في نفس الوقت. قد تقول أن الوقت قد حان للاختراع. كان هذا هو الحال بالتأكيد عندما تم تطوير عملية ملف تعريف البثق. مهدت العديد من التطورات الرئيسية الأخيرة في التصنيع الطريق.

في ثلاثينيات القرن العشرين، كان الموظفون فيأوينز-إلينويفي توليدو، أوهايو، تم تطوير تقنية جديدة لإنتاج كميات كبيرة من الألياف الزجاجية بتكلفة زهيدة. وأدرك الناس على الفور أن أحد تطبيقات الألياف الزجاجية غير المكلفة قد يكون تعزيز بعض أنواع المواد المركبة.

وفي نفس الوقت تقريبًا، حدث ابتكار مهم في البوليمرات.شركة السياناميد الأمريكيةصنع راتينج بوليستر يمكن معالجته في درجة حرارة الغرفة باستخدام إضافات المصلب. خلال الحرب العالمية الثانية، ومن خلال الجمع بين هذين الاختراعين، بدأ الناس في تجربة الألياف الزجاجية لإنشاء مادة مركبة تتكون من مصفوفة بوليمر مقواة بألياف زجاجية.

ونتيجة لذلك، بدأ المصنعون في صنع مقاطع البثق. وعلى الرغم من أنها كانت مفيدة للغاية بالفعل في بعض التطبيقات، إلا أن هناك بعض القيود التي سرعان ما حفزت المزيد من التطوير.

3. المشاكل التي يتعين التغلب عليها.

كان أحد أقدم استخدامات مقاطع البثق هو صناعة هياكل السفن. تضمنت التطبيقات مثل هذا تصنيع أشكال مخصصة غير متصلة، باستخدام تقنية حيث تم وضع مادة الألياف الزجاجية (عادة في حصيرة) على قالب ثم طلائها بالراتنج. لقد نجحت هذه الطريقة بشكل جيد للغاية في مثل هذه التطبيقات ولا تزال تستخدم على نطاق واسع.

ولكن هناك استخدامات أخرى لمقاطع البثق، وهذه التقنية لها عيوب خطيرة. أولاً، إذا كنت تريد إنشاء مكونات صغيرة على نطاق واسع، فإن تقنية القولبة الموضحة أعلاه تستغرق وقتًا طويلاً للغاية. على سبيل المثال، تخيل صنع صنارة صيد بهذه الطريقة. سيتطلب كل حجم مختلف من الصنارة قالبًا خاصًا به، وسيتعين وضع كل صنارة يدويًا.

هناك مشكلة أخرى تتعلق بالألياف المضمنة في FRP. يتطلب تصنيع القضبان قالبًا يمكنه إحاطة التجميع بالكامل لتصلب الشكل الأسطواني بالكامل. ولكن من الصعب جعل جميع الألياف تصطف بالطريقة المطلوبة ثم تثبيتها أثناء تغليفها في القالب. وهذا يعني أنه لا يمكن تحقيق الإمكانات الكاملة لتأثير تقوية الألياف.

لذلك، كان هناك حاجة إلى نوع ما من عملية التصنيع التي من شأنها أن تسمح للمصنعين بإنتاج كميات كبيرة من مقاطع البثق ذات الأشكال المستمرة (مثل القضبان) مع ألياف مصطفة بدقة.

4. ولادة عملية تشكيل البثق.

كما ذكرنا سابقًا، فإن تطوير عملية قولبة الضغط شارك فيه العديد من الأشخاص المختلفين، وقد ساهم كل منهم في إنشاء العملية التي نستخدمها اليوم.

كانت الخطوة المهمة الأولى هي فكرة تشريب سلاسل الألياف بالراتنج في عملية مستمرة. في عام 1944، تقدم الإنجليزي جيه إتش واتسون بطلب للحصول على براءة اختراع لهذه العملية. وفقًا لبراءة الاختراع، كان اختراعه طريقة "لصنع الحبال أو ما شابه". تصف براءة الاختراع نقع خيوط الورق في راتنج حراري ثم سحبها من خلال قالب ساخن لعلاج الراتنج. يسرد فوائد الخيوط الناتجة على أنها قوة أكبر ومرونة جيدة ومقاومة للرطوبة والحشرات والعفن.

على الرغم من أن ذهن واتسون لم يكن على المواد البلاستيكية المقواة بالزجاج مثل الألياف الزجاجية، فإن السحب المستمر للألياف من خلال المعدات التي تغطيها بالراتنج ثم تصليبها هو قلب عملية قولبة السحب.

في عام 1950، تقدم ميلفين ميك بطلب للحصول على براءة اختراع لـ "طريقة صنع قضبان الزجاج". وأشار إلى أن الطريقة الحالية تتطلب إنشاء قوالب خاصة بكل حجم من القضبان، وذكر أن طريقته تسمح بالتصنيع المستمر لأي حجم مرغوب من القضبان. تشبه عمليته إلى حد كبير عملية واتسون، على الرغم من أنه طور أيضًا طريقة لمحاذاة العديد من حزم الألياف الفردية بدقة مع الحفاظ عليها عند التوتر الأمثل طوال العملية.

في هذه المرحلة، يتم معالجة شكل ملف تعريف البثق مقطعًا واحدًا في كل مرة في قالب ساخن. ونتيجة لذلك، يقتصر طول المنتج النهائي على طول القالب، حيث يتم إدخال تناقضات في المواد في نهاية كل قسم معالج. قام روجر وايت بحل هذه المشكلة جزئيًا في عام 1952 من خلال إجراء بعض التعديلات على العملية القياسية.

ومع ذلك، في العام التالي، حصل ويليام جولدسورثي على براءة اختراع لتقنيات أحدث أدخلتنا أخيرًا إلى العملية التي لا نزال نستخدمها على نطاق واسع. كان أهم ابتكاراته هو تطوير نظام المعالجة المستمرة الذي أبقى المادة تتحرك بحيث استمرت العملية بأكملها بسلاسة وبشكل مستمر. والنتيجة هي ملف تعريف البثق النهائي مع مقطع عرضي ثابت وطول مرغوب فيه.

5. الابتكار المستمر.

على الرغم من أن العناصر الأساسية لعملية صب البثق الحديثة مرتبطة بمساهمات جولدسورثي، فإن الابتكار بالتأكيد لم يتوقف. يتم إنشاء ألياف جديدة وراتنجات جديدة وتقنيات جديدة باستمرار، مما يسمح بتصنيع المزيد من أنواع FRP لتطبيقات محددة.

هذا هو تاريخ تطور عملية ملف تعريف البثق. إذا كنت بحاجة إلى معلومات أكثر تفصيلاً، فلا تتردد في الاتصال بنا!