Ja jūs saprotat, kā tiek ražots oglekļa šķiedras vilnis un audums, jūs zināt, ka tas ir sarežģīts un energoietilpīgs process, kas prasa oglekļa atomu saskaņošanu, pakļaujot tos augstam siltumam un pēc tam pārklājot tos ar ķīmisku vielu, lai palīdzētu sveķiem. Bet kā šīs šķiedras un audumi kļūst par kompozītcaurulēm ?
Ir viegli aplūkot kompozītu cauruļu šķērsgriezumu un pieņemt, ka tā ir viena gabala konstrukcija. Gatavais produkts, protams, ir viens gabals, bet tas ir tikai tāpēc, ka sveķi un sacietēšanas process visu saista. Šī cauruļvadu daļa nesākas kā viens gabals. Tas sākās kā vairāki šķiedru vai auduma slāņi, kas tika apvienoti ar sveķiem, lai izveidotu gatavo cauruli.
Kompozītu cauruļu veidošanai ir četri primārie procesi. Šie ir:
1. ROLL WRAPPING
Rullīšu iesaiņošana parasti tiek veikta ar prepreg produktu, lai nodrošinātu konsekvenci. Prepregs ir kompozīta produkts, kas sastāv no auduma vai šķiedras, kas jau ir piesūcināta ar epoksīda sveķiem, kas vajadzīgi, lai viss būtu kopā.
Prepreg materiāls tiek sagriezts dažādu šķiedru orientācijas slāņos. Tad šie slāņi tiek velmēti uz cilindriska stieņa, kas pazīstams kā spole. Tad ķemme un prepreg tiek iesaiņoti plastmasas plēvē, lai saturētu epoksīda sveķus un saspiestu slāņus sacietēšanas laikā. Kad sacietēšana ir pabeigta, ķelli tiek noņemta no gatavās caurules centra.
Rullīšu iesaiņošana nodrošina maksimālu konsistenci gan oglekļa šķiedras, gan stikla šķiedras caurulēs. Šis process nodrošina arī lielāku pielāgošanu gan šķiedru / mucu konfigurācijas, gan ražošanas apjomu ziņā. Rullīšu iesaiņošana ir vēlamais process nelielu sliedes ražošanai.
2. FILĪTA VIRSMAS
Kvēldiega tīšanas process sākas ar oglekļa šķiedras, stikla šķiedras vai oglekļa šķiedras stikla šķiedras hibrīda kompozītu vilkšanu. Vilkšana tiek ielādēta vairākās spolēs tinuma mašīnas aizmugurē. Priekšpusē ir garš statnis, kas darbojas kā caurules forma.
Lai izveidotu cauruļvadus, kārba pārvietojas uz augšu un uz leju mašīnas garumā. Vilkmes tiek pielietotas spolē spirālveida veidā, piemēram, svītra uz konfektes niedru. Spirāles leņķi var noregulēt, kā arī cik spirāles nepieciešams, lai izveidotu slāni. Kad tas ir pilnībā izveidojies, caurule tiek sacietēta, pirms to atdala no spoles.
Kvēldiega tinumi ir vairāk automatizēti nekā rullīšu iesaiņošana, un tāpēc tas ir rentablāks veids, kā īsā laika posmā ražot lielus kompozītcaurules daudzumus. Rullīšu iesaiņošana bieži vien ir vieglāk pielāgojama, jo šķiedru un sveķus var samaisīt un saskaņot ar tinumu izgatavošanas iekārtu, nevis pirmsapstrādes procesā.
3. PULTRUSIJA
Pultrūzijas process iegūst savu nosaukumu no tās vilkšanas un ekstrūzijas principiem. Ja ekstrūzijas spēks ir materiāls caur sprauslu, to nospiežot, pultrūzija sasniedz to pašu, izvelkot materiālu caur mucu. Pultruded caurules ir izveidotas, velkot oglekļa šķiedras vai stikla šķiedras vilkšanas caur apsildāmu mirt, jo tas tiek impregnēts ar epoksīda sveķiem. Materiāls tiek izvilkts uz stobra, kas nodrošina tā formas noturēšanos sacietēšanas laikā.
Šī procesa priekšrocība ir tāda, ka tā rada nepārtrauktu, vienvirziena caurules garumu, ko pēc apdares var samazināt pēc izmēra. Tā kā pultrūzija ir ļoti automatizēta, tas ir daudz rentablāks ražošanas process, nekā gan ruļļu ietinēšana, gan kvēldiega tinumi. Pultrūzija ļauj viegli izgatavot cauruļvadus dažādos garumos un biezumos, vienkārši nomainot gan spraudni, gan nomirstot.
Pultrūzijas negatīvie ir tas, ka visas šķiedras ir orientētas pa caurules asi. Visas šķiedras vienā virzienā nozīmē, ka caurule ir ļoti labi nospriegota, bet var viegli sadalīties saspiešanas vai vērpes laikā. Automātiska procesa meklējumi, kas var radīt līdzsvarotas caurules, ved mūs pie vilces.
4. PULLBRAIDĒŠANA
Pullbrukšana ir pultrūzijas paplašināšanās. Šis process būtībā ir tāds pats kā pultrūzija ar vienu pievienoto funkciju: šķiedras tiek saplēstas kopā, jo tās tiek izvilktas caur apsildāmu mucu un uz pamatnes. Dažādus leņķus var veidot, mainot pinumu, un var ievietot pat vienvirziena slāņus.
Gan pultrūzija, gan pullbraiding rada gatavus produktus ar augstu stīvumu un izturību pret svaru. Bet galvenā vilcējspēka priekšrocība ir tā, ka tas rada līdzsvarotāku cauruli, kas darbojas plašā slodzes diapazonā. Tas arī papildina estētiskās skaistuma elementu, jo pīt ir vairāk saderīgs ar tradicionālo „oglekļa šķiedras” izskatu. Un, tā kā šis process ir ļoti automatizēts, piemēram, pultrūzija, izvilktas caurules bieži vien ir lētākas nekā rullītus vai pavedienu brūces produktus.
