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ऑटोक्लेव प्रक्रिया में, प्रीप्रेग्स को निर्धारित लेआउट विनिर्देशों के अनुसार सांचे में बिछाया जाता है, उन्हें वैक्यूम बैग में सील किया जाता है, और फिर असेंबली को ऑटोक्लेव में रखा जाता है। ऑटोक्लेव उपकरण के भीतर ताप और दबाव के माध्यम से, सामग्री में एक क्यूरिंग प्रतिक्रिया होती है, जिससे प्रीप्रेग ब्लैंक वांछित आकार में परिवर्तित हो जाता है और घटक के लिए गुणवत्ता संबंधी सभी आवश्यकताएं पूरी होती हैं।

ऑटोक्लेव प्रक्रिया के लाभ:

टैंक के भीतर समान दबाव वितरण: संपीड़ित वायु, अक्रिय गैसों (N₂, CO₂) या मिश्रित गैसों का उपयोग करके दबाव डालने से वैक्यूम बैग की सतह की लंबवत रेखाओं के सभी बिंदुओं पर समान दबाव सुनिश्चित होता है। इससे घटक निर्माण और उपचार के दौरान समान दबाव बना रहता है।

टैंक के अंदर एकसमान वायु तापमान: टैंक के अंदर गर्म (या ठंडा) गैस तेजी से घूमती है, जिससे सभी बिंदुओं पर गैस का तापमान एक समान बना रहता है। अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई मोल्ड संरचना के साथ, यह सुनिश्चित करता है कि मोल्ड के अंदर सील किए गए घटक में गर्म करने और ठंडा करने के चक्रों के दौरान तापमान का अंतर न्यूनतम रहे।

व्यापक उपयोगिता: अपेक्षाकृत सरल मोल्ड डिज़ाइन उच्च दक्षता सुनिश्चित करता है, जिससे यह बाहरी आवरण, पैनल और खोल जैसी बड़े क्षेत्रफल वाली जटिल सतहों के निर्माण के लिए उपयुक्त है। यह विभिन्न आयामों की जटिल संरचनाओं और घटकों का उत्पादन कर सकता है। ऑटोक्लेव के भीतर तापमान और दबाव की स्थितियाँ लगभग सभी पॉलीमर मैट्रिक्स मिश्रित सामग्रियों की निर्माण आवश्यकताओं को पूरा कर सकती हैं।

स्थिर और विश्वसनीय निर्माण प्रक्रिया: ऑटोक्लेव के भीतर एकसमान दबाव और तापमान से पुर्जों की गुणवत्ता में निरंतरता सुनिश्चित होती है। ऑटोक्लेव प्रक्रिया द्वारा निर्मित पुर्जों में कम छिद्रता और एकसमान राल सामग्री पाई जाती है। अन्य निर्माण विधियों की तुलना में, ऑटोक्लेव द्वारा उत्पादित पुर्जों के यांत्रिक गुण स्थिर और विश्वसनीय होते हैं। आज तक, एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में उपयोग होने वाले अधिकांश उच्च-भार वाले कंपोजिट पुर्जे ऑटोक्लेव प्रक्रिया का उपयोग करके ही निर्मित किए जाते हैं।

ऑटोक्लेव प्रक्रिया के नुकसान:

उच्च निवेश और लागत: अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में, ऑटोक्लेव प्रणालियाँ बड़ी, संरचनात्मक रूप से जटिल होती हैं और इन्हें दबाव पात्र के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जिससे एक बड़े ऑटोक्लेव का निर्माण अत्यंत महंगा हो जाता है। प्रत्येक उपचार चक्र में वैक्यूम बैग, सीलिंग गैस्केट, रिलीज फिल्म, पारगम्य मैट और रिलीज फैब्रिक जैसी महंगी सहायक सामग्रियों की महत्वपूर्ण मात्रा में खपत होती है। इसके अतिरिक्त, इस प्रक्रिया में पानी, बिजली और गैस की भी काफी मात्रा में खपत होती है।

ऑटोक्लेव प्रक्रिया के प्राथमिक अनुप्रयोग:

एयरोस्पेस: स्किन पैनल, रिब्स, फ्रेम, फेयरिंग आदि।

ऑटोमोटिव: बॉडी पैनल और संरचनात्मक घटक जैसे कि भीतरी/बाहरी हुड पैनल, भीतरी/बाहरी डोर पैनल, रूफ पैनल, फेंडर, सिल बीम, बी-पिलर आदि।

रेल परिवहन: स्लीपर, स्ट्रिंगर आदि;

समुद्री उद्योग, उच्च श्रेणी के उपभोक्ता सामान आदि।

ऑटोक्लेव प्रक्रिया निरंतर उत्पादन की प्राथमिक विधि है।फाइबर-प्रबलित मिश्रित सामग्रीऑटोक्लेव विधि से उत्पादित मिश्रित उत्पाद एयरोस्पेस, रेल परिवहन, खेल और मनोरंजन, और नई ऊर्जा जैसे उच्च-तकनीकी क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, और कुल मिश्रित उत्पादों में इनका हिस्सा 50% से अधिक है। अकेले एयरोस्पेस क्षेत्र में, यह अनुपात 80% से अधिक है।

ऑटोक्लेवों के लिए वैक्यूम सहायक सामग्री

वैक्यूम बैग फिल्म

वैक्यूम बैग फिल्म कंपोजिट घटकों के उपचार के लिए एक सहायक प्रक्रिया सामग्री के रूप में कार्य करती है। यह फिल्म सामग्री विशिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितियों में वैक्यूम अवस्था बना सकती है और उसे बनाए रख सकती है। इसका कार्य वैक्यूम प्रणाली स्थापित करना है।

रिलीज़ क्लॉथ का उपयोग आमतौर पर उत्पाद और अन्य वैक्यूम सहायक सामग्रियों के बीच प्राथमिक अवरोधक के रूप में किया जाता है। यह उत्पाद से चिपकता नहीं है और सूखने के बाद इसे आसानी से छीलकर हटाया जा सकता है, साथ ही यह लगभग 230°C तक के तापमान को सहन कर सकता है।

पीटीएफई उच्च-तापमान फैब्रिक: प्रीमियम ग्लास फाइबर को प्लेन, ट्विल, सैटिन या अन्य बुनाई विधियों का उपयोग करके उन्नत ग्लास फाइबर फैब्रिक सब्सट्रेट में बुना जाता है। इन सब्सट्रेटों को निलंबित पीटीएफई इमल्शन के साथ बार-बार और पूरी तरह से संसेचन करने वाली अनूठी प्रसंस्करण तकनीकों से गुज़ारा जाता है, जिससे विभिन्न मोटाई और कई सुपर-वाइड चौड़ाई में उच्च-तापमान फैब्रिक तैयार होते हैं।

पृथक्करण फिल्म

अधिकांश मामलों में, पृथक्करण फिल्म लैमिनेट के सीधे संपर्क में आती है, जिससे यह गैर-रिलीज़ सांस लेने योग्य फेल्ट से अलग हो जाती है। पृथक्करण फिल्म का चुनाव क्योरिंग तापमान, दबाव, भाग की जटिलता और रेज़िन प्रणाली पर निर्भर करता है। छिद्रित पृथक्करण फिल्मों का उपयोग आमतौर पर लैमिनेट के भीतर फंसी हवा और वाष्पशील पदार्थों को बाहर निकालने के लिए किया जाता है।

छिद्रित फेल्ट

नीडल-पंचिंग प्रक्रिया सख्त नियंत्रण, एकसमान सतह घनत्व और उचित मोटाई सुनिश्चित करती है। पूरी प्रक्रिया के दौरान 100% धातु पहचान से धातु के नीडल के टुकड़े न होने की गारंटी मिलती है। यह उत्कृष्ट मजबूती, दबाव प्रतिरोध, तापमान प्रतिरोध और अनुकूलन क्षमता प्रदान करता है।

एरामिड छिद्रित फेल्ट

ऑटोक्लेव प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले इस पदार्थ का गलनांक 170°C और गलनांक 240°C से अधिक होता है, और यह 200°C से कम के अल्पकालिक तापमान को सहन करने में सक्षम है।

सीलिंग टेप

सीलिंग टेप का उपयोग वैक्यूम बैग और मोल्डेड पार्ट्स को सील करने के लिए किया जाता है। इसमें पर्याप्त चिपचिपाहट होनी चाहिए ताकि यह मोल्ड की सतहों से अच्छी तरह चिपक सके, लेकिन बहुत ज्यादा चिपचिपा न हो, जिससे टेप को वैक्यूम बैग की फिल्मों से आसानी से छीलकर दोबारा लगाया जा सके। इसके अलावा, सूखने के बाद, टेप मोल्ड की सतहों से आसानी से निकल जाना चाहिए। हम विभिन्न सूखने की स्थितियों के लिए कई प्रकार के सीलिंग टेप उपलब्ध कराते हैं।

वैक्यूम ट्यूबिंग

वैक्यूम ट्यूबिंग में वैक्यूम बेस, नॉन-रिटर्न मेल/फीमेल कनेक्टर और वैक्यूम अनुप्रयोगों के लिए विभिन्न ट्यूबिंग घटक शामिल हैं। ये फिटिंग वैक्यूम संचालन के दौरान वायुरोधी अखंडता सुनिश्चित करते हैं।

ऑटोक्लेव मोल्डिंग प्रक्रिया का अनुप्रयोग

एक व्यापक रूप से अपनाई गई निर्माण विधि के रूप मेंकार्बन फाइबर उत्पादऑटोक्लेव प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

तैयारी प्रक्रिया

इसमें मुख्य रूप से उपकरण और सामग्री की तैयारी शामिल है, जिसमें मोल्ड, कार्बन फाइबर प्रीप्रेग और सहायक सामग्री शामिल हैं।

सामग्री लेआउट

इस चरण में प्रीप्रेग की कटाई, परतें बिछाना और संघनन शामिल है। कार्बन फाइबर प्रीप्रेग को टेम्पलेट या स्वचालित कटाई मशीनों का उपयोग करके विशिष्ट आयामों और आवश्यकताओं के अनुसार काटा जाता है। फिर प्रीप्रेग को वांछित आयामों में काटा जाता है, डिज़ाइन विनिर्देशों के अनुसार परतें बिछाई जाती हैं, और अंत में प्री-कॉम्पैक्ट किया जाता है। वर्तमान में, ट्यूब, प्लेट या अन्य जटिल आकृतियों जैसे कार्बन फाइबर उत्पादों का निर्माण आमतौर पर मैन्युअल लेआउट विधि से किया जाता है, जो उच्च लचीलापन प्रदान करता है।

उपचार तैयारी प्रक्रिया

इस चरण में मुख्य रूप से कार्बन फाइबर उत्पाद को बैग में पैक करना, सहायक सामग्रियों को काटना और उन्हें लगाना शामिल है। आमतौर पर, क्योरिंग की तैयारी में पार्ट, मोल्ड, वैक्यूम बैग और सहायक सामग्रियों को तैयार करना शामिल होता है। आवश्यक सहायक सामग्रियों में रिलीज एजेंट और वेंटिंग सामग्री (वैक्यूम बैग सिस्टम के भीतर वैक्यूम को समान रूप से वितरित करने के लिए उपयोग की जाती है) शामिल हैं।

उपचार और साँचा बनाना

कार्बन फाइबर उत्पादों के लिए क्योरिंग एक आवश्यक चरण है। इसमें प्रीप्रेग के भीतर थर्मोसेटिंग रेज़िन को निश्चित प्रक्रिया स्थितियों के तहत गर्म और दबावित करके एक स्थिर त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनाई जाती है। थर्मोसेटिंग कार्बन फाइबर कंपोजिट के मामले में, एक बार क्योरिंग हो जाने के बाद, लेअप या क्योरिंग प्रक्रिया से उत्पन्न होने वाले किसी भी दोष को ठीक नहीं किया जा सकता है। इसलिए, ऑटोक्लेव क्योरिंग के दौरान प्रक्रिया मापदंडों पर कड़ा नियंत्रण अत्यंत महत्वपूर्ण है।

निरीक्षण

निरीक्षण में मुख्य रूप से तीन विधियाँ शामिल हैं: दृश्य निरीक्षण, अल्ट्रासोनिक परीक्षण या एक्स-रे गैर-विनाशकारी परीक्षण। उपचार के बाद, कार्बन फाइबर उत्पादों की सतह का दृश्य निरीक्षण किया जाता है ताकि सफेद धब्बे, राल के रिक्त स्थान या राल के जमाव जैसे दोषों की जाँच की जा सके। आंतरिक निरीक्षण में आमतौर पर अल्ट्रासोनिक या एक्स-रे गैर-विनाशकारी परीक्षण का उपयोग किया जाता है, जो सामग्री के घनत्व के आधार पर विभिन्न प्रकार के दोषों को प्रकट कर सकता है और आंतरिक घने रिक्त स्थानों या परतदार विखंडन का पता लगा सकता है।

प्रोसेसिंग के बाद

मशीनिंग द्वारा निर्मित कार्बन फाइबर के पुर्जों में अक्सर खुरदरेपन या अतिरिक्त परत (फ्लैश) दिखाई देती है, इसलिए पोस्ट-प्रोसेसिंग आवश्यक है। इन्हें पॉलिशिंग मशीनों या मिलिंग कटर का उपयोग करके हटाया जा सकता है ताकि डिज़ाइन विनिर्देशों को पूरा किया जा सके।

इन मानक चरणों के अलावा, कुछ मिश्रित घटकों को सह-बंधन या सह-उपचार के लिए द्वितीयक ऑटोक्लेव मोल्डिंग की आवश्यकता होती है, जिससे जटिल आकार के मिश्रित भागों का उत्पादन संभव हो पाता है।