Sekiranya anda memahami bagaimana serat karbon dan fabrik gentian dihasilkan, anda tahu bahawa ia adalah proses yang kompleks dan berintensif tenaga yang memerlukan penjajaran atom karbon, menundukkannya kepada haba yang tinggi, dan kemudian menyalutnya dengan bahan kimia untuk membantu tongkat resin. Tetapi bagaimanakah serat dan kain itu menjadi tiub komposit ?
Ia mudah untuk melihat sekatan rentas tiub komposit dan menganggap ia satu pembinaan sekeping. Produk siap pastinya satu bahagian tunggal, tetapi itu hanya kerana proses resin dan pengawetan mengikat segala-galanya bersama-sama. Bahagian tiub itu tidak bermula sebagai sekeping tunggal. Ia bermula sebagai pelbagai lapisan gentian atau kain yang digabungkan dengan resin untuk menghasilkan tiub siap.
Terdapat empat proses utama untuk membuat tiub komposit. Ini adalah:
1. ROLL WRAPPING
Pembalutan roll biasanya dilakukan dengan produk prepreg untuk memastikan konsistensi. Prepreg adalah produk komposit yang terdiri daripada kain atau serat yang telah diresapi dengan resin epoksi yang diperlukan untuk memegang segalanya bersama-sama.
Bahan prepreg dipotong menjadi lapisan orientasi serat yang berbeza. Lapisan tersebut kemudian dilancarkan ke rod silinder yang dikenali sebagai mandrel. Mandrel dan prepreg kemudian dibalut dengan filem plastik untuk mengandungi resin epoksi dan memampatkan lapisan semasa menyembuhkan. Setelah pengawetan selesai, mandrel dikeluarkan dari pusat tiub selesai.
Roll wraps menghasilkan konsistensi maksimum merentas kedua-dua gentian karbon dan tiub gentian kaca. Proses ini juga memberi lebih banyak penyesuaian dari segi konfigurasi serat / mandrel dan kuantiti pengeluaran. Pembalut roll adalah proses pilihan untuk menghasilkan larian kecil.
2. WINDING FILAMEN
Proses penggulungan filamen bermula dengan tunda komposit sama ada serat karbon, gentian kaca, atau serat karbon gentian kaca gentian. Tunda itu dimuatkan ke pelbagai kili di bahagian belakang mesin penggulungan. Di bahagian depan adalah mandrel panjang yang bertindak sebagai bentuk untuk tiub.
Untuk membuat tiub, sebuah kereta bergerak ke atas dan ke bawah panjang mesin semasa berputar mandrel. Tunda digunakan untuk mandrel dalam corak lingkaran seperti jalur pada tongkat permen. Sudut lingkaran boleh diselaraskan serta berapa spiral yang diperlukan untuk membuat lapisan. Setelah terbentuk sepenuhnya, tiub itu sembuh sebelum dipisahkan dari mandrel.
Penggulungan filem lebih automatik daripada membungkus roll, dan oleh itu cara yang lebih kos efektif untuk menghasilkan jumlah besar tiub komposit dalam masa yang singkat. Pengubahsuaian sering lebih mudah dengan pembalut roll kerana serat dan resin boleh dicampur dan dipadankan pada mesin penggulungan dan bukannya semasa proses prepregging.
3. PULTRUSI
Proses pultrusion mendapat namanya dari gabungan prinsip menarik dan penyemperitannya. Dimana kekuatan penyemperitan melalui mati dengan menolaknya, pultrusion menyelesaikan perkara yang sama dengan menarik bahan melalui die. Tiub pultruded dicipta dengan menarik serat karbon atau gentian kaca melalui die yang dipanaskan kerana ia telah diresapi dengan resin epoksi. Bahan ditarik ke atas mandrel yang memastikan ia memegang bentuk semasa proses pengawetan.
Kelebihan proses ini ialah ia menghasilkan panjang tiub yang berterusan, satu arah yang dapat dipotong hingga saiz selepas menyembuhkan. Oleh kerana pultrusion adalah sangat automatik, ia adalah proses pengeluaran yang jauh lebih berkesan daripada pembungkusan roll atau filamen penggulungan. Pultrusion memudahkan untuk menghasilkan tiub dalam pelbagai panjang dan ketebalan hanya dengan menukar kedua-dua mandrel dan mati.
Kelemahan pultrusion adalah bahawa semua gentian berorientasikan sepanjang paksi tiub. Mempunyai semua gentian dalam satu arah bermakna tiub adalah sangat baik dalam ketegangan tetapi boleh dengan mudah berpecah dalam mampatan atau kilasan. Usaha untuk proses automatik yang dapat menghasilkan tiub yang seimbang membawa kita ke arah penarik.
4. PULLBRAIDING
Pullbraiding adalah lanjutan dari pultrusion. Proses ini pada asasnya sama dengan pultrusion dengan satu ciri tambahan: serat-serat itu dibengkokkan bersama-sama ketika mereka ditarik melalui mati dipanaskan dan ke mandrel. Lapisan sudut berbeza boleh dibuat dengan memvariasikan jalinan, dan juga lapisan satu arah boleh dimasukkan.
Kedua-dua pultrusion dan pullbraiding membuat produk siap dengan nisbah kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Tetapi kelebihan utama proses pullbraiding ialah ia mewujudkan tiub yang lebih seimbang yang berfungsi di bawah pelbagai beban. Ia juga menambah elemen kecantikan estetika sejak mengetat lebih sejajar dengan "serat karbon" tradisional. Dan kerana proses ini sangat berautomatik seperti pultrusion, tiub pullbraided sering lebih murah daripada produk luka terbungkus atau filamen.
