ألياف زجاجية مشربة مسبقًا مقاومة للحريق وحسب الطلب | ويهاي دوشي

التصنيف الأساسي: تقسيم دقيق بناءً على التوجه الأداء والسيناريوهات التطبيقية

نظام تصنيف مواد التشرب المسبق بألياف الزجاج غني ومتنوع، ويمكن تقسيمه إلى أربع فئات رئيسية استنادًا إلى نوع الراتنج، وترتيب الألياف، والخصائص الوظيفية، ونوع زجاج الألياف. كل نوع من المنتجات يستهدف سيناريوهات تطبيق مختلفة، مع التحكم بدقة في التكرار بما لا يزيد عن 50٪، لتحقيق تكيف دقيق مع احتياجات القطاعات المختلفة.

1. التقسيم الحدودي الوظيفي حسب نوع الراتنج: الحراري الصلب والحراري القابل للصهر

يُعد نظام الراتنج العنصر الأساسي الذي يحدد خصائص التشكيل ونطاق تطبيق مادة الفيبرجلاس المشربة، ويمكن تقسيمه إلى فئتين أساسيتين. وهاتان الفئتان تختلفان بشكل جوهري من حيث آلية التصلب والتركيز في الأداء:

• فيبرجلاس مشرب حراري يعتمد على راتنجات الإيبوكسي، والراتنجات الفينولية، وراتنجات البوليستر، إلخ، ويحتاج إلى ارتباط تشابكي لا رجعة فيه ومعالجة بالتسخين والضغط. وهو حاليًا الفئة السائدة في السوق، حيث يشكل أكثر من 82٪ بحلول عام 2024. من بينها، تُستخدم منتجات راتنجات الإيبوكسي على نطاق واسع في المكونات الهيكلية للطائرات والفضاء، وأغلفة المعدات الإلكترونية عالية الجودة، وغيرها من التطبيقات نظرًا لخصائصها الميكانيكية المتوازنة (يمكن أن تصل مقاومة الشد إلى أكثر من 320 ميجا باسكال) ولديها التصاق ممتاز؛ وتتميّز المنتجات القائمة على الراتنجات الفينولية بمقاومة ممتازة للاشتعال كمزايا رئيسية، مع كثافة دخان منخفضة وسُمية قليلة أثناء الاحتراق، مما يجعلها الخيار المفضل لديكورات داخلية لعربات النقل بالسكك الحديدية والمكونات المقاومة للحريق في السفن؛ أما المنتجات القائمة على البوليستر/الفي-nil-إستر فهي ذات تكلفة أقل، وتناسب التطبيقات العامة الحساسة للتكلفة مثل أرضيات السفن وخزانات التخزين الصناعية. وتتمثل الخصائص الأساسية لهذا النوع من الألياف الزجاجية شبه المصنعة في استقرار البنية والدقة العالية في الأبعاد بعد المعالجة، لكن دورة التشكيل تكون نسبيًا طويلة (عادةً من 30 إلى 90 دقيقة) ويصعب إعادة تدويرها.
• لصيقة ألياف الزجاج بالبوليمر الحراري: مصنوعة من راتنجات قابلة للانصهار مثل بولي إثير إيثر كيتون (PEEK)، وبولي بروبيلين (PP)، وبولي أميد (PA)، ولها خصائص عكسية تتمثل في "اللين بالتسخين والتصلب بالتبريد"، وشهدت نموًا سريعًا في السنوات الأخيرة، حيث بلغت حصتها في السوق 18٪ بحلول عام 2024. وميزة هذه المادة البارزة هي كفاءتها العالية في التشكيل، حيث تقلل من دورة التصنيع بأكثر من 60٪ مقارنةً بالمنتجات الثرموسيت. ويمكن التحكم في وقت التشكيل للدفعة الواحدة ضمن 10-20 دقيقة، كما يمكن إعادة تدويرها واستخدامها مرة أخرى، مما يجعلها تلبي احتياجات الإنتاج الضخم لأجزاء هياكل المركبات الكهربائية، وأغلفة الأجهزة المنزلية، وغيرها من المنتجات. على سبيل المثال، تتميز ألواح أبواب السيارات المصنوعة من لصيقة ألياف زجاجية قائمة على البولي بروبيلين (PP) بانخفاض الوزن بنسبة 40٪ مقارنة بالمكونات المعدنية التقليدية، ويمكن إصلاح بعض التلف الناتج عن الاصطدام بواسطة التسخين، مما يحسن من عمر الخدمة.

2. توزيع الألياف: تصميم تمايز الأداء الميكانيكي بين الأحادي الاتجاه والمحبوك

يحدد ترتيب ألياف الزجاج بشكل مباشر اتجاهية الخصائص الميكانيكية لأجسام الألياف الزجاجية الأولية، مما يشكل فئتين رئيسيتين لمختلف سيناريوهات الإجهاد:

• اللصائق الأولية لألياف الزجاج أحادية الاتجاه: تُرتب ألياف الزجاج بشكل متوازٍ في اتجاه واحد، مع اتساق اتجاهي يزيد عن 99.5%، مما يؤدي إلى تحقيق الخصائص الميكانيكية القصوى للمادة على طول محور الألياف. ويمكن أن يصل معامل الشد إلى أكثر من 28 جيجا باسكال، في حين تكون الأداء الجانبي نسبيًا ضعيفًا. ويُستخدم هذا النوع من المنتجات أساسًا في المكونات الهيكلية التي يمكنها تحمل أحمال أحادية الاتجاه، مثل أضلاع التقوية في أجنحة الطائرات، والحواف الرئيسية لشفرات توربينات الرياح، وطبقات تقوية الجسور، إلخ. ومن خلال تصميم التراص متعدد الاتجاهات، يمكن تلبية متطلبات الإجهاد المعقدة. وتتراوح الكثافة السطحية لهذا المنتج بين 80 غرام/م² و450 غرام/م²، ويمكن اختيارها بدقة وفقًا لحجم الحمولة. على سبيل المثال، يتم استخدام فيبر زجاجي مسبق التشريب بوزن 300 غرام/م² في الحافة الرئيسية لشفرة توربين رياح بقدرة 10 ميجاواط، ما يقلل الوزن بنسبة 25% مع زيادة الصلابة بنسبة 30%.
• فيبر زجاجي محاك مسبق التشريب: تُنسج ألياف الزجاج بطرق مختلفة مثل النسج العادي، والنسج القطري، والنسج المخملي، وغيرها، وتتميز بتوزيع متوازن متعدد الاتجاهات للخصائص الميكانيكية وتمتاز بمرونة أفضل ومقاومة أعلى للتأثير. تمتلك المنتجات ذات النسج العادي بنية كثيفة ومقاومة قوية للتآكل، وهي مناسبة لطلاءات الحماية من التآكل في الأنابيب والأغلفة الواقية للمعدات الإلكترونية؛ أما المنتجات ذات نسج التويل (Twill) فتتمتع بمرونة ممتازة ويمكنها التكيف مع الأسطح المنحنية المعقدة، وتُستخدم في هياكل السفن وأغطية أجسام السيارات؛ بينما تتميز المنتجات المنسوجة بنمط الساتان بقوة تأثير عالية، حيث تصل مقاومتها الشدّية إلى 280 ميجا باسكال، وهي مناسبة لأجزاء الطائرات الداخلية وللمعدات الرياضية الفاخرة. يمكن دمج المنتجات ذات طرق النسج المختلفة مع مواصفات حزم ألياف تتراوح بين 1K إلى 24K، مما يشكل تنوعًا واسعًا من الخيارات بدءًا من القوام الدقيق إلى الهياكل الخشنة.

3. فئات مشتقة مخصصة لسيناريوهات خاصة بناءً على الخصائص الوظيفية

للمحيطات القصوى أو الاحتياجات الخاصة، طوّرت شركة Glass fiber prepreg عدة فئات وظيفية فرعية، ما جعلها المفتاح لتوسيع حدود التطبيقات:

• راتنجات الألياف الزجاجية المقاومة للحرارة العالية: باستخدام راتنجات الإيبوكسي المعدلة أو راتنجات البولي إيميد، يمكن أن تصل درجة حرارة الاستخدام المستمر إلى 150-350 ℃، وتتجاوز نسبة الاحتفاظ بالخصائص الميكانيكية عند درجات الحرارة العالية 85%. على سبيل المثال، تستخدم منتجات سلسلة BMS 8-139 من Hexcel نظام راتنج HexPy® F161، مع درجة حرارة بلمرة تبلغ 350 °F، وهي مناسبة لمواقف درجات الحرارة العالية مثل مكونات المحركات الطائرات المحيطية ومكونات الهياكل الصناعية للأفران.
• راتنجات الألياف الزجاجية مقاومة الاشتعال: تمت إضافة مثبط لهب خالٍ من الفوسفور والنيتروجين والهالوجين، ويمكن أن تصل أداءات مثبط اللهب إلى مستوى UL94 V0. وقد حصلت بعض المنتجات على شهادات طيران مثل BMS 8-80، مثل منتج Solvay's TY6 CL1 GR A، الذي يستخدم راتنج بوليستر Cycom® 4102 ويُستخدم بشكل خاص في السيناريوهات التي تتطلب متطلبات عالية جدًا للسلامة من الحرائق، مثل داخل الطائرات وعربات النقل بالسكك الحديدية.
• البوليستر المقوى بالألياف الزجاجية المقاوم للعوامل الجوية: يتم إضافة مكونات مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ومقاومة للتآكل إلى الراتنج، مما يمكنه من تحقيق عمر افتراضي يزيد عن 15 عامًا في البيئات الخارجية والرطبة، وتكون درجة كثافة الدخان (SDR) أقل من 20. وهو مناسب للافتات الخارجية، ولوحات حماية الجسور، ومعدات طاقة الرياح العميقة وغيرها من التطبيقات.
• البوليستر المقوى بالألياف الزجاجية عالي العزل الترددي: يحسّن الخصائص العازلة للراتنج، حيث تبلغ ثابت العزل الكهربائي ≤ 3.2 وزاوية فقد العزل الكهربائي ≤ 0.005، ما يجعله المادة الأساسية لأغطية محطات قاعدة 5G وأغطية الرادار. على سبيل المثال، يستخدم Air Preg PE CF 6550 ألياف زجاج S-2، وهو مناسب خصيصًا لتطبيقات أغطية رادارات الطيران.

4. التمييز في الأداء الأساسي حسب نوع الألياف الزجاجية

توفر خصائص المادة للألياف الزجاجية نفسها قواعد أداء مختلفة للواصمات الزجاجية، وتُقسَم بشكل رئيسي إلى ثلاث فئات:

• الواصمة القائمة على ألياف الزجاج E-glass: الفئة الأساسية الأكثر استخدامًا، وتتميز بعازلية كهربائية وكيميائية ممتازة، وتكلفة معتدلة، ومناسبة لمعظم السيناريوهات الشائعة مثل المعدات الإلكترونية وخزانات التخزين الصناعية، وتشكل أكثر من 75٪ من إجمالي مبيعات الواصمات الزجاجية.
• الواصمة القائمة على ألياف الزجاج S-2: نوع عالي القوة، حيث تزيد قوته الشدّية بأكثر من 30٪ مقارنةً بألياف الزجاج من نوع E، ويتمتع بمقاومة أفضل للتأثير. ويُستخدم بشكل رئيسي في المكونات الهيكلية للطيران والفضاء، وشفرات توربينات الرياح عالية الجودة، وغيرها من التطبيقات التي تتطلب متانة عالية.
• مزيج أولي مسبق مصنوع من ألياف الزجاج من نوع C: يتميّز بمقاومة ممتازة للتآكل كميزة أساسية، ويمكنه مقاومة تآكل الأوساط الحمضية والقلوية القوية، وهو مناسب للبيئات شديدة التآكل مثل خطوط الأنابيب الكيميائية والمكونات الهيكلية للمنصات البحرية.

الميزة الأساسية: ست خصائص أساسية تعيد تشكيل القيمة التطبيقية للمواد

السبب وراء تميّز مزيج الألياف الزجاجية المسبق (Glass fiber prepreg) بين العديد من المواد المركبة، وأصبح مادةً 'ضرورية' في التصنيع عالي الجودة، يكمن في مزاياه الشاملة من حيث الخصائص الميكانيكية، وملاءمة العمليات، والتكيف مع الظروف البيئية، وأبعاد أخرى. وتُسهم هذه الخصائص معًا في بناء موقعه السوقي الذي لا يمكن الاستغناء عنه.

1. خصائص ميكانيكية متوازنة ومزايا خفة الوزن

يجمع الغلاف المسبق للألياف الزجاجية بشكل مثالي بين المزايا الأداء للألياف الزجاجية والراتنج، ويحقق توازنًا بين "القوة العالية + خفة الوزن". يمكن أن تصل قوة الشد للغلاف المسبق المستند إلى ألياف E-glass العادية إلى 280-350 ميجا باسكال، أي ما يعادل 1.2-1.5 ضعف قوة الفولاذ العادي، في حين لا تتعدى كثافته 1.8-2.0 غم/سم³، أي أقل من ربع كثافة الفولاذ وثلثي سبائك الألومنيوم تقريبًا. في مجال النقل بالسكك الحديدية، يمكن للألواح الداخلية وأطر المقاعد المصنوعة من الغلاف المسبق للألياف الزجاجية أن تقلل وزن العربة الواحدة بأكثر من 250 كجم، مما يوفر حوالي 42000 كيلوواط ساعة من الكهرباء لكل قطار سنويًا؛ وفي مجال الطيران والفضاء، يستخدم غطاء الرادار الخاص بالطائرات غلافًا مسبقًا مصنوعًا من ألياف S-2 الزجاجية، ما يقلل الوزن بنسبة 55٪ مقارنة بالأغطية المعدنية التقليدية ويزيد معدل اختراق الإشارة بنسبة 15٪. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يصل معامل الانحناء الخاص به إلى 25-30 جيجا باسكال، ولا يتشوه بسهولة بعد الاستخدام الطويل الأمد، مما يجعله مناسبًا لمختلف السيناريوهات الهيكلية المحملة.

2. تكيف بيئي ممتاز ومتانة عالية

يتمتع الشعيرات الزجاجية المشربة بمقاومة بيئية تفوق بكثير المواد التقليدية، مما يجعلها خيارًا موثوقًا للظروف المعقدة في العمل. من حيث مقاومة التآكل، وبعد نقع شعيرة زجاجية من نوع C مشربة في محلول حمض الكبريتيك بنسبة 5٪ لمدة 1000 ساعة، تكون نسبة تدهور الأداء الميكانيكي أقل من 5٪، وهي أفضل بكثير من نسبة التدهور التي تبلغ 40٪ للصفائح الفولاذية المجلفنة، وبالتالي فهي مناسبة للبيئات شديدة التآكل مثل الصناعات البحرية والكيميائية؛ ومن حيث مقاومة العوامل الجوية، فإن المنتجات التي تحتوي على مكونات مقاومة للأشعة فوق البنفسجية تحافظ على أكثر من 90٪ من لونها بعد تعريضها للخارج لمدة 5 سنوات، دون أن تتشقق أو تتحول إلى مسحوق؛ ومن حيث مقاومة الإجهاد المتكرر، فإن معدل الاحتفاظ بالقوة تحت دورة أحمال ديناميكية (مثل اصطدامات السيارة ودوران المروحة) يصل إلى أكثر من 88٪، أي أعلى بـ 10 نقاط مئوية من المتوسط الصناعي. وبعد استخدام الشعيرات الزجاجية المشربة في شفرات توربينات الرياح، يمكن تمديد العمر الافتراضي إلى أكثر من 20 عامًا.

3. قدرة عالية على التخصيص المرنة

يمكن لألياف الزجاج المسبقة التخصيص أن تحقق تخصيصًا كاملاً للمعايير البعدية، مما يطابق بدقة الاحتياجات الشخصية لمختلف الصناعات. ويمكن تعديل نظام الراتنج وفقًا للسياق، مثل راتنج الفينول المقاوم للحرارة العالية في مجال الطيران، وراتنج الإيبوكسي سريع التصلب المستخدم في السيارات؛ وتصل دقة التحكم في محتوى الراتنج إلى ±0.5%، مما يضمن اتساق أداء المنتج؛ ويدعم العرض التخصيص ضمن نطاق 0.5م–2.0م، ويمكن لحُفَر السفن الكبيرة استخدام منتجات بعرض 2.0م، مما يقلل عدد طبقات الوصلات بأكثر من 50٪؛ ويمكن دمج الخصائص الوظيفية وتراكمها، مثل وظائف مركبة مثل "مقاومة الحريق + مضادة للكهرباء الساكنة" و"مقاومة درجات الحرارة العالية + مقاومة التآكل". على سبيل المثال، تُستخدم الألياف الزجاجية المسبقة ذات الوظيفة المركبة في مكونات عربات النقل بالسكك الحديدية، والتي لا تفي فقط بمتطلبات مقاومة الحريق UL94 V0، بل تمتلك أيضًا خاصية مقاومة الكهرباء الساكنة مع مقاومة سطحية تبلغ ≤ 10 أوم.

4. تكيف ممتاز في العملية وكفاءة في التشكيل

تُعد صفيحة الألياف الزجاجية متوافقة مع عمليات التشكيل الرئيسية للمواد المركبة مثل علب الضغط الساخن، والتشكيل بالضغط، والأكياس الفراغية، واللف، وهي مناسبة لمختلف الاحتياجات بدءًا من التخصيص القطعي وحتى الإنتاج الجماعي. تصلح عملية التشكيل بالضغط للعناصر القياسية (مثل إطارات مقاعد السيارات)، حيث يمكن التحكم في زمن إنتاج النموذج الواحد ضمن 15-30 دقيقة، مع خطأ في دقة الأبعاد لا يتجاوز ±0.2 مم. أما عملية التشكيل بعلب الضغط الساخنة فتُستخدم للعناصر المتقدمة في مجال الطيران والفضاء، ويكون معدل العيوب الداخلية للمنتج أقل من 0.3٪ من خلال التحكم في الضغط بين 0.8-1.2 ميجا باسكال والتحكم في درجة الحرارة بين 120-180 مئوية؛ بينما يناسب التشكيل الحلزوني المكونات الأسطوانية مثل الأنابيب وأوعية الضغط. إن الترتيب الاتجاهي للألياف الزجاجية يجعل نسبة قوة المحور إلى القوة المحيطية للمنتج تصل إلى 3:1، مما يستوفي متطلبات نقل الضغط العالي. بالإضافة إلى ذلك، فإن حالتها شبه المُعالَجة تسهل قصها ووضعها، مع معدل هدر لا يتعدى 4٪ -6٪، وهو أقل بكثير من نسبة 15٪ -20٪ في التشكيل الرطب التقليدي، ما يقلل بشكل كبير من هدر المواد.

5. مزايا العائد على التكلفة طوال دورة الحياة بأكملها

على الرغم من أن تكلفة الشراء الأولية للفيبرجلاس المُسبق التشرب أعلى من المواد التقليدية، إلا أن ميزة التكلفة طوال دورة الحياة الكاملة تكون كبيرة. في مجال المعدات الصناعية، يمكن لمقاومته للتآكل أن يمدّد دورة صيانة المعدات من 6 أشهر إلى 24 شهرًا، مما يقلل تكاليف الصيانة بنسبة 60٪؛ وفي مجال الطاقة الجديدة، يمكن لاستخدام الفيبرجلاس المُسبق التشرب في شفرات توربينات الرياح أن يزيد كفاءة توليد الكهرباء بنسبة 5٪ - 8٪، ويمكن لتوربين رياح واحد بقدرة 10 ميجاواط أن يولد إضافيًا 1.2 مليون كيلوواط ساعة من الكهرباء سنويًا؛ وفي مجال بناء السفن، يؤدي استخدام الفيبرجلاس المُسبق التشرب إلى تقليل عدد عمليات الطلاء بمقدار 3 مقارنةً بالأجسام الفولاذية، ويقلل فترة الإنشاء بنسبة 30٪، ويقلل استهلاك وقود الملاحة بنسبة 15٪. كما أن قابلية منتجات الثيرموبلاستيك لإعادة التدوير تقلل أكثر من تكاليف المواد الخام، مع معدل احتفاظ بالأداء يتجاوز 70٪ للمواد المعاد تدويرها، والتي يمكن استخدامها في تصنيع مكونات هيكلية ثانوية.

6. خصائص التطبيق من حيث السلامة والحماية البيئية

يتمتع مسبق التشرب بالألياف الزجاجية بخصائص صديقة للبيئة في عمليتي الإنتاج والاستخدام. يتم اعتماد عملية النقع المسبق في مرحلة الإنتاج لتجنب تلوث المركبات العضوية المتطايرة الناتج عن تطاير الراتنج أثناء القولبة الرطبة، مما يقلل من انبعاثات المواد الضارة بنسبة تزيد على 80٪؛ وفي مرحلة الاستخدام، لا تطلق المنتجات المقاومة للحريق غازات سامة عند الاحتراق، وتمتثل للمعايير البيئية الأوروبية مثل EN45545؛ وفي مرحلة إعادة التدوير، يمكن إعادة تدوير المنتجات الحرارية بالانصهار وإعادة التشكيل، بينما يمكن تكسير المنتجات الحرارية المتصلدة وإعادة استخدامها كمواد حشو، بما يتماشى مع اتجاه التصنيع الأخضر في ظل هدف "الكربون المزدوج". وفي مجال الأجهزة الإلكترونية، يمكن لعزلها الكهربائي الممتاز أن يقلل من الإشعاع الكهرومغناطيسي ويعزز السلامة أثناء الاستخدام.

نقطة بيع العملية: التحكم الدقيق وزيادة القيمة من المواد الخام إلى المنتجات النهائية.

تتمثل تميّز شرائط الألياف الزجاجية المُعدة مسبقًا في دقة عملية الإنتاج والتحكم الشامل في جودة العملية. لا يضمن نظامها التشغيلي فقط اتساق المنتج، بل يحقق أيضًا توازنًا مثاليًا بين الأداء والتكلفة، ما يجعله الدعامة الأساسية للقدرة التنافسية للمنتج.

• 1. عملية الإنتاج الأساسية: ضمان مزدوج بطريقة الانصهار الساخن وطريقة الامتزاج بالحلال. تعتمد الصناعة السائدة طريقتين رئيسيتين لعملية الامتزاج، يمكن اختيارهما بشكل مرن وفقًا لموقع المنتج ومتطلبات الجودة، لضمان استقرار أداء شرائط الألياف الزجاجية المُعدة مسبقًا.
• 2. عملية الانصهار الساخن: سخّن الراتنج إلى درجة حرارة تتراوح بين 80-120 ℃ لتقليل اللزوجة، ثم قم بتغطية سطح الألياف الزجاجية بالراتنج بشكل متجانس باستخدام أسطوانة ضغط ساخنة دقيقة، ثم برد المنتج بسرعة إلى درجة حرارة الغرفة من خلال أسطوانة تبريد لإتمام عملية التصلب الجزئي والتشكيل. الميزة الأساسية لهذه العملية هي عدم وجود بقايا مذيبات، والتحكم الدقيق في محتوى الراتنج بدقة تصل إلى ± 0.5٪، وتناسق عالٍ في ترتيب الألياف، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لإنتاج صفائح الألياف الزجاجية شبه المصنعة عالية الجودة المستخدمة في التطبيقات الفضائية. تعتمد جميع سلاسل منتجات هيكسباي من شركة هيكسيل ® هذه العملية، حيث يتم التحكم في ضغط (0.8-1.2MPa) وسرعة (5-10m/min) أسطوانة الضغط الساخنة بواسطة الحاسوب، مما يضمن أن خطأ توزيع الراتنج لكل متر مربع من المنتج أقل من 0.3٪.
• 3. عملية امتزاج المحلول: يُذاب الراتنج في مذيبات عضوية مثل الأسيتون والإيثانول لتكوين محلول ذو لزوجة منخفضة. بعد امتصاص الألياف الزجاجية للراتنج بشكل كامل في خزان التشرب، يتم تبخير المذيب عبر قناة تجفيف متعددة المراحل باستخدام هواء ساخن (تدرج درجة الحرارة 50-120 ℃)، ويتكون في النهاية حالة شبه متحجرة. تتميز معدات هذه العملية بتكاليف استثمار منخفضة وكفاءة إنتاج عالية (بسرعة خط تصل إلى 15-20 م/دقيقة)، مما يجعلها مناسبة للإنتاج الواسع النطاق لأجزاء الألياف الزجاجية الأولية متعددة الأغراض. ولحل مشكلة بقايا المذيبات، اعتمدت الصناعة على نطاق واسع تقنية الإزالة بمساعدة الفراغ، التي تقلل محتوى المذيبات المتبقية إلى أقل من 0.1٪، وتجنب عيوب الفقاعات والتقشر بعد تصلب المنتج.
• 4. نقاط التحكم الرئيسية في العملية: تتحدد الخمسة عمليات الأساسية التي تؤثر على الأداء، مثل استقرار جودة صلب الفيبر جلاس، من خلال التحكم الدقيق في كامل عملية الإنتاج. وتشمل هذه العمليات الخمسة الرئيسية التي تحدد بشكل مباشر الأداء النهائي للمنتج:
• 5. المعالجة السطحية لألياف الزجاج: يتم زيادة النشاط السطحي للالياف من خلال معالجة الأكسدة، ثم طلاؤها بعامل اقتران السيلان، وذلك لتعزيز قوة الربط بين ألياف الزجاج والراتنج. وبعد هذه المعالجة، زادت قوة تقشير الوصلة بنسبة تزيد عن 40%، مما يحل بشكل فعال مشكلة التشقق التي تكون المنتجات التقليدية عرضة لها. وبعد هذه المعالجة، يمكن تحسين مقاومة الصدمات لـ S-2 الزجاج المصنوع من مادة البريبريج بالكامل بنسبة 35%.
• 6. تعديل تركيبة الراتنج بدقة: وفقًا لمتطلبات الوظيفة الخاصة بالمنتج، يتم تحديد نسبة الراتنج وعامل التصلب والإضافات والمكونات الأخرى بدقة. على سبيل المثال، تتطلب المنتجات المقاومة للحريق إضافة 15٪ - 20٪ من مثبطات اللهب الفوسفورية النيتروجينية، مع 0.5٪ من عوامل منع التنقيط؛ وللمنتجات المقاومة للحرارة العالية، يجب تعديل النسبة المولية بين راتنج الإيبوكسي وعامل التصلب إلى 1:1.05 لضمان كثافة الارتباط العرضي. ويتم تحضير الصيغة باستخدام نظام خلط آلي بالكامل، مع التحكم في الخطأ ضمن ± 0.1٪.
• 7. التحكم الديناميكي في معايير التشرب: التعديل الفعلي للسرعة ودرجة الحرارة والضغط في الوقت الحقيقي بناءً على مواصفات خيوط الألياف الزجاجية ولزوجة الراتنج. على سبيل المثال، يتم التحكم في سرعة اختمار خيط منتج بحجم 1K بحيث تتراوح بين 8-10 م/دقيقة، ويتم تقليل الضغط إلى 0.6 ميجا باسكال لتجنب كسر الألياف؛ أما بالنسبة لمنتج الخيط الخشن بحجم 12K فيمكن زيادتها إلى 15 م/دقيقة، ويمكن رفع الضغط إلى 1.0 ميجا باسكال لضمان اختران كافٍ للراتنج.
• 8. التحكم الدقيق في التصلب الجزئي (B-stage): عن طريق تعديل درجة حرارة ووقت التجفيف، يتم التحكم في درجة تصلب الراتنج بحيث تكون في حالة شبه مصلبة بنسبة 30٪ - 40٪، مما يضمن أن يكون للمنتج لزوجة معينة تسهل عملية التصفيح وتجنب التصلب الكامل المبكر. يتم مراقبة درجة التصلب فعليًا باستخدام تقنية التحليل الحراري المسحي التفاضلي (DSC) مع خطأ أقل من 2٪.
• 9. فحص صارم لجودة المنتجات النهائية: يجب أن تجتاز كل دفعة من المنتجات اختبارات متعددة، تشمل محتوى الراتنج (الدقة ± 0.1%) وكثافة سطح الألياف (± 2 غم/م²) ومقاومة الشد وأداء مقاومة اللهب، إلخ. ويُستخدم نظام الرؤية الحاسوبية للكشف عن تجانس ترتيب الألياف، بمعدل كشف عيوب يصل إلى 99.9%، مما يضمن عدم دخول المنتجات غير المطابقة إلى السوق.
• 10. اتجاه ابتكار العمليات: ثلاثة اتجاهات رئيسية لتعزيز ترقية الفئة. يستمر القطاع في تحسين أداء وكفاءة تكلفة مادة التلبيد الزجاجية من خلال الابتكار في العمليات، وتُسهم ثلاثة اتجاهات ابتكارية كبرى في قيادة تطور الفئة:
• 11. ترقية خط الإنتاج الآلي: تم إدخال الروبوتات الصناعية وأنظمة التحكم بالذكاء الاصطناعي لتحقيق أتمتة كاملة لجميع المراحل بدءًا من فك لفائف الألياف الزجاجية، وصولاً إلى امتصاص الراتنج، والتصلب، ثم اللف، مما يزيد الكفاءة الإنتاجية بأكثر من 50٪ ويقلل من خطأ تجانس المنتج إلى ± 0.3%. على سبيل المثال، يمكن للخط الإنتاجي الآلي في شركة رائدة تحقيق إنتاج يومي بمساحة 5000 متر مربع لكل خط، وهو ما يفوق بكثير الخطوط التقليدية التي تعتمد على العمل اليدوي بثلاث مرات.
• 12. تقدّم في تقنية التصفيح متعدد المحاور: تم تطوير خط إنتاج الألياف الزجاجية متعددة المحاور (Multi-axial Glass Fiber Prepreg) القادر على تحقيق امتصاص راتنج متزامن للألياف في عدة اتجاهات مثل 0° و90° و±45°، مما يقلل من عمليات التصفيح اللاحقة ويزيد الكفاءة الإنتاجية بنسبة 40%. ويناسب هذا الخط بشكل خاص تصنيع المكونات الكبيرة مثل شفرات توربينات الرياح وأجسام السفن.
• 13. بحوث وتطبيقات العمليات الخضراء: الترويج لعملية التشرب الخالية من المذيبات وتطبيق الراتنجات المستندة إلى المواد الحيوية (مثل راتنجات الإيبوكسي المستمدة من النباتات) للحد من الاعتماد على المواد الخام المستمدة من البترول. وفي الوقت نفسه، تطوير تقنية إعادة التدوير الكيميائي للمنتجات الحرارية الشبكية لزيادة معدل إعادة التدوير إلى أكثر من 60٪، بما يتماشى مع اتجاه التصنيع الأخضر والاقتصاد الدائري.