Jos ymmärrät, miten hiilikuidun hinaus ja kangas valmistetaan, tiedätte, että se on monimutkainen ja energiaintensiivinen prosessi, joka vaatii hiiliatomien kohdistamista, altistamalla ne korkealle lämmölle ja päällystämällä ne kemikaalilla hartsin tarttumisen helpottamiseksi. Mutta miten näistä kuiduista ja kankaista tulee komposiittiputkia ?
Komposiittiputkien poikkileikkaukseen on helppo katsoa ja olettaa, että se on yksiosainen. Valmiit tuote on varmasti yksi kappale, mutta vain siksi, että hartsi ja kovetusprosessi sitovat kaiken yhdessä. Tämä putkiosa ei käynnistynyt yhtenä kappaleena. Se alkoi useina kuitukerroksina tai kankaana, jotka yhdistettiin hartsin kanssa valmiin putken muodostamiseksi.
Komposiittiputkien luomisessa on neljä ensisijaista prosessia. Nämä ovat:
1. ROLL WRAPPING
Rullakääre tehdään tyypillisesti prepreg-tuotteella johdonmukaisuuden varmistamiseksi. Prepreg on komposiittituote, joka koostuu kankaasta tai kuitusta, joka on jo kyllästetty epoksihartsilla, joka on välttämätön pitämään kaikki yhdessä.
Prepreg-materiaali leikataan eri kuitusuuntaisiksi kerroksiksi. Sitten nämä kerrokset rullataan sylinterimäiseen sauvaan, joka tunnetaan karana. Tynnyri ja prepreg kääritään sitten muovikalvoon epoksihartsin säilyttämiseksi ja kerrosten puristamiseksi kovettumisen aikana. Kun kovetus on valmis, karu poistetaan valmiiden putkien keskeltä.
Rullamuovaus johtaa maksimaaliseen johdonmukaisuuteen sekä hiilikuitu- että lasikuituputkissa. Prosessi tarjoaa myös enemmän räätälöintiä sekä kuitu- / karan kokoonpanon että tuotannon määrien osalta. Rullakääre on edullinen menetelmä pienten juoksujen valmistamiseksi.
2. FILAMENTIN LUONNE
Hehkulangan käämitysprosessi alkaa joko hiilikuidusta, lasikuidusta tai hiilikuitukuidusta valmistetun hybridin komposiittihinauksella. Hinaus ladataan useisiin keloihin kelauskoneen takana. Edessä on pitkä runko, joka toimii letkun muotona.
Putken luomiseksi vaunu kulkee ylös- ja alaspäin koneen pituudesta, kun karan pyörii. Hinaus kohdistetaan karalle spiraalimallissa, kuten karkkikelkan kaistale. Spiraalin kulmaa voidaan säätää samoin kuin sitä, kuinka monta spiraalia tarvitaan kerroksen muodostamiseksi. Kun putki on täysin muodostettu, se kovetetaan ennen kuin se erottuu karasta.
Hehkulangan käämitys on automatisoitua enemmän kuin rullakääre, ja siksi se on kustannustehokkaampi tapa tuottaa suuria määriä komposiittiputkia lyhyessä ajassa. Räätälöinti on usein helpompaa rullan käärimisen avulla, koska kuitu ja hartsi voidaan sekoittaa ja sovittaa käämityslaitteeseen ennalta asettamisen aikana.
3. PULTRUSIO
Pultruusioprosessi saa nimensä vetämällä ja puristamalla. Kun suulakepuristus pakottaa materiaalin läpi suulakkeen avulla työntämällä sitä, pultruusiota saavutetaan sama asia vetämällä materiaali suulakkeen läpi. Pultruded letkut luodaan vetämällä hiilikuitu- tai lasikuituhinausta kuumennetun dieenin läpi, koska se on kyllästetty epoksihartsilla. Materiaali vedetään karan yli, joka varmistaa sen pitävän muotonsa kovetusprosessin aikana.
Tämän prosessin etuna on, että se tuottaa jatkuvan, yksisuuntaisen putken pituuden, joka voidaan leikata koon kovettamisen jälkeen. Koska pultruusio on erittäin automatisoitu, se on paljon kustannustehokkaampi tuotantoprosessi kuin sekä rullan kääriminen että hehkulangan käämitys. Pultruusiolla on helppo valmistaa putkia eri pituuksilla ja paksuuksilla yksinkertaisesti muuttamalla molemmat karat ja kuolevat.
Pultruusion haittapuoli on, että kaikki kuidut on suunnattu putken akselia pitkin. Kun kaikki kuidut ovat yhdessä suunnassa, putki on erittäin hyvä jännityksessä, mutta se voidaan helposti jakaa puristukseen tai vääntöön. Automaattisen prosessin etsintä, joka pystyy tuottamaan tasapainoisia putkia, vie meidät vetämään.
4. PULLBRAIDOINTI
Pullbraatio on pultruusion jatke. Tämä prosessi on olennaisesti sama kuin pultruusio, jossa on yksi lisäominaisuus: kuidut punotaan yhteen, kun ne vedetään kuumennetun suulakkeen läpi ja tuurnaan. Eri kulmien kerroksia voidaan tehdä vaihtamalla punos, ja jopa yksisuuntaisia kerroksia voidaan lisätä.
Sekä pultruusio että pullbraide luovat valmiita tuotteita, joilla on korkea jäykkyys ja lujuus-painosuhde. Mutta vetoprosessin tärkein etu on se, että se luo tasapainoisemman putken, joka toimii useilla kuormilla. Se lisää myös esteettisen kauneuden elementtiä, koska punos on enemmän sopusoinnussa perinteisen "hiilikuidun" ulkoasun kanssa. Ja koska tämä prosessi on hyvin automatisoitu, kuten pultruusiota, pullbroidut putket ovat usein halvempia kuin rullan kääritty tai hehkulanka.
