استفاده از سازه‎های چندلایه‎ای کامپوزیتی در صنایع مختلف، در سالهای اخیر روند روبه رشد و فزاینده‎ای داشته‎است. نسبت استحکام ویژه بالا، چقرمگی، مقاومت در برابر خوردگی و خستگی، مقاومت مناسب در مقابل واکنشهای موجود در محیط‎های شیمیایی، نفوذناپذیری در برابر آب، عایق مناسب حرارتی، قابلیت متنوع شکل دهی و دوخت و … از جمله دلایل قرارگیری این مواد در کانون توجه و اهمیت طراحان و صنعتکاران بشمار می‎آیند.

چند لایه‎های كامپوزیت از طریق قرار دادن لایه‎های حصیری و سوزنی روی هم و چسباندن آنها بوسیله رزین و با استفاده از پروسه‎های ساخت دستی، کیسه خلا و تزریق رزین در خلا ساخته می شوند. با وجود مزایای چند لایه‎های كامپوزیت، همواره معایبی نیز در بکارگیری این چند لایه ها وجود داشته است که ذهن دانشمندان و سازندگان را درگیر کرده است. مهمترین معایب آنها عبارتند از :

الف) خواص مکانیکی آنها در راستای ضخامت نسبت به خواص مكانیكی درون صفحه‎ای پایین‎تر می‎باشد.

ب) در برابر جدایش لایه ها ضعیف می‎باشند.

ج) در برابر ضربه ضعیف بوده و خواص مکانیکی آنها پس از ضربه پایین می‎باشد.

د) هزینه ساخت آنها نسبتاً بالا می‎باشد.

در سال‎های گذشته روش‎های مختلفی برای حل مسائل فوق ارائه گردیده است. یكی از این روش‎ها بکارگیری کامپوزیت‎های سه بعدی می باشد.

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 ساخت اولین نمونه‎های كامپوزیت سه بعدی به سال 1960 برمی‎گردد. در طی این 50 سال تحقیقات زیادی در زمینه روش های تولید كامپوزیت سه بعدی، افزایش خواص مكانیكی، تجاری سازی آنها و … انجام شده است. تنوع ساختار و روش‎های تولید گوناگون، دامنه وسیعی از خواص مكانیكی را برای كامپوزیت‎های سه بعدی به ارمغان آورده‎است. همچنین این کامپوزیت ها برخلاف كامپوزیت‎های دو بعدی دارای رشته های فایبر در جهت ضخامت می‎باشند. این موضوع علاوه بر تقویت خواص مكانیكی در راستای ضخامت، از جدایش لایه ها تا حد امكان جلوگیری نموده و مقاومت در برابر ضربه را افزایش می‎دهد. در حقیقت كامپوزیت‎های سه بعدی برخی از معایب اصلی كامپوزیت های دو بعدی را تا حد زیادی مرتفع كرده اند.

كامپوزیت های سه بعدی به چهار دسته اصلیِ Braided,Woven، Knitted و Stitched تقسیم بندی می‎شوند كه تفاوت آنها در نوع ساختار داخلی و قرارگیری الیاف می‎باشد. یكی از انواع كامپوزیت های سه بعدیِ Stitched، كامپوزیت پیشرفته چند راستا یا NCF می‎باشد. كامپوزیت های پیشرفته چند راستا از طریق قرارگیری الیاف تك جهته روی یكدیگر و اتصال آنها به یكدیگر به كمك الیاف عمودی (الیاف در راستای ضخامت) تولید می‎گردند، در حالیكه در كامپوزیت های دو بعدی رشته های فایبر بصورت تار و پود در محل خود قرار گرفته‎اند. كامپوزیت های پیشرفته چند راستا در مقایسه با کامپوزیت های دو بعدی، دارای خواص مكانیكی بهتر، سختی بیشتر، مقاومت بالاتر در برابر جدایش لایه ها و استحکام بیشتر در برابر بارهای ضربه ای و انفجاری می‎باشند.