новости

1. Введение в процесс намотки труб

В этом уроке вы узнаете, как использовать процесс намотки труб для формирования трубчатых структур с использованием препрегов из углеродного волокна на трубонамоточном станке, тем самым получая высокопрочныетрубки из углеродного волокна. Этот процесс широко используется производителями композитных материалов.

Если вы хотите производить трубы с параллельными стенками или с постоянной конусностью, метод намотки труб — идеальный выбор. Всё, что вам нужно, — это металлическая оправка подходящего размера и печь для создания труб из углеродного волокна, изготовленных по вашим индивидуальным требованиям.

Для изготовления карбоновых труб сложной формы, таких как рули или более сложные трубчатые конструкции рам, такие как амортизационные вилки или велосипедные рамы, предпочтительным методом является технология раздельного формования. Сейчас мы покажем, как использовать технологию раздельного формования для производства этих сложных карбоновых труб.

2. Обработка и подготовка металлических оправок

• Важность металлических оправок

Перед началом процесса намотки труб первым шагом является подготовка металлических оправок. Металлические оправки должны соответствовать внутреннему диаметру труб, а их гладкость и соответствующая предварительная обработка имеют решающее значение. Кроме того, металлические оправки должны пройти надлежащую предварительную обработку, такую как очистка и нанесение разделительного состава, для упрощения последующего процесса извлечения из формы.

В процессе намотки трубки металлическая оправка играет решающую роль, поскольку она должна поддерживатьпрепрег из углеродного волокнаДля обеспечения плавной намотки необходимо заранее подготовить металлическую оправку подходящего размера. Поскольку углеродное волокно будет наматываться на внешнюю поверхность оправки, её внешний диаметр должен соответствовать внутреннему диаметру изготавливаемой трубки из углеродного волокна.

• Нанесение разделительного состава

Разделительные составы снижают трение и обеспечивают плавное извлечение изделия из формы; их необходимо равномерно наносить на поверхность оправки. После подготовки металлической оправки следующим шагом является нанесение разделительного состава. В качестве разделительных составов обычно используются силиконовое масло и парафин, которые эффективно снижают трение между углеродным волокном и металлической оправкой.

Подготовленную металлическую оправку необходимо тщательно очистить и сделать максимально гладкой, чтобы обеспечить беспрепятственное извлечение изделия из формы. После этого на поверхность оправки следует равномерно нанести разделительный состав.

3. Приготовление препрега из углеродного волокна

• Виды и преимущества препрега

Только препреги из углеродного волокна отвечают высоким требованиям к точности намотки и удобству работы. Хотя теоретически в процессе намотки могут использоваться и другие виды армирующих материалов, например, сухие ткани с эпоксидной пропиткой, на практике только препреги из углеродного волокна отвечают высоким требованиям к точности намотки и удобству работы в этом процессе.

В этом уроке мы используем особый метод наслоения препрега для улучшения эксплуатационных характеристик трубки.

• Проектирование выкладки препрега

На внутреннюю сторону трубы накладывается слой тканого препрега, затем несколько слоев однонаправленного препрега, и, наконец, ещё один слой тканого препрега на внешнюю сторону трубы. Такая конструкция укладки в полной мере использует преимущества ориентаций волокон тканого препрега по осям 0° и 90°, значительно улучшая эксплуатационные характеристики трубы. Большинство однонаправленных препрегов, уложенных по оси 0°, обеспечивают трубе отличную продольную жёсткость.

4. Технологический процесс намотки труб

• Подготовка к намотке

После завершения проектирования выкладки препрега процесс переходит к намотке трубы. Обработка препрега включает удаление полиэтиленовой пленки и разделительной бумаги, а также сохранение необходимых зон перекрытия. Этот этап критически важен для обеспечения плавного хода последующих процессов намотки.

• Подробности процесса намотки

В процессе намотки важно обеспечить плавность намотки препрегов, равномерное расположение металлического сердечника и равномерное приложение усилия. Металлический сердечник должен располагаться на краю первого слоя препрегов, обеспечивая равномерное приложение усилия.

Во время намотки на концы можно намотать дополнительные препреги для облегчения извлечения изделия при его распалубке.

• Упаковка в БОПП-пленку

Помимо препрега, для упаковки может использоваться БОПП-плёнка. БОПП-плёнка увеличивает давление консолидации, защищает и герметизирует препрег. При использовании БОПП-плёнки крайне важно обеспечить достаточный перехлёст между лентами.

5. Процесс отверждения в печи

• Температура и время отверждения

После плотной упаковки препрега, армированного углеродным волокном, его отправляют в печь для отверждения. Контроль температуры имеет решающее значение во время отверждения в печи, поскольку условия отверждения для разных препрегов различаются. Этот этап крайне важен для обеспечения стабильности материала и повышения его эксплуатационных характеристик.

Благодаря высокотемпературной среде в печи,углеродное волокнои смоляная матрица полностью реагируют, образуя прочный композитный материал.

6. Удаление и обработка

После удаления БОПП-пленки отвержденное изделие можно извлечь. БОПП-пленку можно снять после отверждения. При необходимости внешний вид изделия можно улучшить шлифовкой и покраской. Для дополнительного эстетического эффекта можно выполнить дополнительные этапы финишной обработки, такие как шлифовка и покраска.