Якщо ви розумієте, як виготовляються вуглецеві волокна і тканина, ви знаєте, що це складний і енергоємний процес, який вимагає вирівнювання атомів вуглецю, піддаючи їх високому вогні, а потім покриваючи їх хімічною речовиною, щоб допомогти смоляній палиці. Але як ці волокна і тканини стають композитними трубами ?
Легко дивитися на поперечний переріз композитної труби і припускати, що це єдине ціле будівництво. Готовий продукт, безумовно, є єдиним елементом, але це тільки тому, що смола і процес затвердіння зв'язують все разом. Ця секція труби не починалася як єдиний шматок. Вона починалася з декількох шарів волокна або тканини, які були об'єднані зі смолою для створення готової трубки.
Існують чотири основні процеси для створення композитних труб. Це:
1. ВИКОРИСТАННЯ РУЛ
Обертання рулоном зазвичай здійснюється за допомогою препрегового продукту для забезпечення консистенції. Препрег являє собою композитний продукт, що складається з тканини або волокна, вже просоченої епоксидною смолою, необхідної для утримання всіх разом.
Матеріал препрега розрізають на шари різної орієнтації волокна. Потім ці шари згортають на циліндричний стрижень, відомий як оправка. Оправки і препреги потім загорнуті в поліетиленову плівку, щоб утримувати епоксидну смолу і стискати шари під час затвердіння. Після завершення затвердіння оправлення видаляють з центру готової труби.
Обертання рулону призводить до максимальної консистенції в обох вуглецевих волокнах і трубках зі скловолокна. Процес також надає більше налаштувань з точки зору конфігурації волокна / оправки та обсягів виробництва. Обертання валками є кращим процесом для отримання малих прогонів.
2. ПІДВИЩЕННЯ ФІЛАМУ
Процес намотування нитки починається з композитного буксиру або вуглецевого волокна, або скловолокна, або гібрида з вуглецевого волокна-скловолокна. Буксир завантажується на кілька котушок у задній частині намоточной машини. На передній частині розташована довга оправка, яка діє як форма для труб.
Щоб створити трубку, каретка подорожує вгору і вниз по довжині машини, коли оправка обертається. Підйомники наносяться на оправку спіральним малюнком, як смуга на тростині цукерок. Кут спіралі можна регулювати так само, як і кількість спіралей, необхідних для створення шару. Після того, як трубка повністю сформована, її отверждают перед відділенням від оправки.
Обмотка ниткою є більш автоматизованою, ніж обертання рулоном, і, отже, більш економічним способом виробляти великі обсяги композитних трубок за короткий проміжок часу. Налаштування часто простіше при обертанні рулоном, оскільки волокно і смола можуть бути змішані і підібрані на намоточной машині, а не під час процесу напливання.
3. ПУЛЬТУРА
Процес пултрузії отримав свою назву завдяки поєднанню принципів витягування і екструзії. Коли екструзія змушує матеріал через штамп, натискаючи його, пултрузія виконує ту ж саму річ, потягнувши матеріал через фільєру. Пултрудовані труби створюються шляхом витягування вуглецевого волокна або скловолокна через нагрітий фільєр, оскільки він просочується епоксидною смолою. Матеріал витягується над оправкою, яка забезпечує її формування під час процесу затвердіння.
Перевага цього процесу полягає в тому, що він виробляє безперервну, однонаправлену довжину трубопроводу, яка може бути вирізана до розміру після затвердіння. Оскільки pultrusion є високоавтоматизованим, це набагато більш рентабельний процес виробництва, ніж обтікання рулонами або намотування ниток. Pultrusion дозволяє легко виготовляти труби різної довжини і товщини просто шляхом зміни до оправки і матриці.
Недоліком пултрузії є те, що всі волокна орієнтовані вздовж осі трубки. Маючи всі волокна в одному напрямку, трубка дуже добре натягується, але може легко розщеплюватися при стисненні або крученні. Прагнення до автоматизованого процесу, який може виробляти збалансовані трубки, підводить нас до того, щоб витягнути.
4. ВИКЛЮЧЕННЯ
Підтягування - це продовження пултрузії. Цей процес, по суті, є таким же, як і пултрузія з однією додатковою особливістю: волокна сплющуються разом, коли вони витягуються через нагріту форму і на оправку. Шари різного кута можуть бути виконані шляхом варіювання оплетки, і навіть односпрямовані шари можуть бути вставлені.
І pultrusion і pullbraiding створюють готові вироби з високим коефіцієнтом жорсткості і міцністю до ваги. Але основною перевагою процесу pullbraiding є те, що він створює більш збалансовану трубку, яка виконує в широкому діапазоні навантажень. Це також додає елемент естетичної краси, оскільки коса більше відповідає традиційному вигляду «вуглецевого волокна». Оскільки цей процес є високоавтоматизованим, наприклад, пултрузія, труби, що витягаються, часто дешевші, ніж продукти, що обертаються в рулоні або намотані.
