Lasikuitulujitetun polypropeenin kelaus

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia jatkuvan kestomuovimatriisiprepregin kelausta ja kehittää kestomuovikomposiittien kelaamiseen soveltuva laite. Kestomuovikomposiittien kelaamista on maailmalla tutkittu erittäin vähän, vaikkakin tutkimus on aivan viime aikoina lisääntynyt voimakkaasti. Yleensä tutkimukset ovat käsitelleet kalliita erikoismateriaaleja. Tämän vuoksi valittiin kelattavaksi materiaaliksi polypropeenilla impregnoitu lasikuiturovinki. Polypropeeni on edullinen massamuovi ja lasikuitu on yksi halvimmista lujitemateriaaleista. Käyttösovellutuksia kelatuille kestomuovikomposiiteille voisivat olla kohteet, joissa on ennen käytetty kertamuovikomposiitteja esimerkiksi paineastiat tai kohteet, joissa vaaditaan suurta iskunkestävyyttä, murtovenymää tai joustavuutta. Työtä aloitettaessa ei markkinoilla ollut yhtään kestomuovikomposiittienkelaukseen soveltuvaa laitetta, minkä vuoksi kelauslaitteen kehitys oli yksi diplomityön aiheita. Kokeellisessa osassa suunniteltiin ja rakennettiin normaaliin kertamuovikomposiittien kelaukseen tarkoitettuun laitteeseeen täysin uusi kelauspää, jolla pystyttiin kelaamaan pienillä kulmilla erittäin onnistuneita kappaleita polypropeeni/lasikuituprepregistä. Tämän jälkeen tutkittiin eri kelausparametrien vaikutusta kappaleen mekaanisiin ominaisuuksiin. Tutkittavia parametrejä oli neljä: mandrellin lämpötila, puristusjännitys hitsautumiskohdassa, prepreg-nauhan esijännitys ja hitsauslämpötila. Havaittiin tutkittavien parametrien vaikuttavan huomattavasti kelatun kappaleen mekaanisiin ominaisuuksiin. /Kir11