Nếu bạn hiểu cách sản xuất sợi và vải sợi carbon, bạn sẽ biết rằng đó là một quá trình phức tạp và tốn nhiều năng lượng, đòi hỏi phải sắp xếp các nguyên tử carbon, chịu nhiệt độ cao, sau đó phủ chúng bằng hóa chất để giúp nhựa dính. Nhưng làm thế nào để những sợi và vải trở thành ống composite ?
Thật dễ dàng để xem xét một mặt cắt ngang của ống composite và cho rằng đó là một công trình đơn. Sản phẩm hoàn thành chắc chắn là một mảnh duy nhất, nhưng đó chỉ là do quá trình xử lý nhựa và chất kết dính mọi thứ lại với nhau. Phần ống đó không bắt đầu như một mảnh duy nhất. Nó bắt đầu như nhiều lớp sợi hoặc vải được kết hợp với nhựa để tạo ra ống thành phẩm.
Có bốn quy trình chính để tạo ống composite. Đó là:
1. CUỘC VIẾT
Gói cuộn thường được thực hiện với một sản phẩm Prepreg để đảm bảo tính nhất quán. Prereg là một sản phẩm tổng hợp bao gồm vải hoặc sợi đã được ngâm tẩm với nhựa epoxy cần thiết để giữ mọi thứ lại với nhau.
Các vật liệu Prereg được cắt thành các lớp định hướng sợi khác nhau. Những lớp đó sau đó được cuộn lên một thanh hình trụ được gọi là trục gá. Các trục gá và Prereg sau đó được bọc trong một màng nhựa để chứa nhựa epoxy và nén các lớp trong quá trình đóng rắn. Sau khi bảo dưỡng xong, trục gá được lấy ra khỏi tâm của ống đã hoàn thành.
Kết quả cuộn cuộn trong sự thống nhất tối đa trên cả ống sợi carbon và sợi thủy tinh. Quá trình cũng cho phép tùy biến nhiều hơn về cả cấu hình sợi / số lượng và số lượng sản xuất. Gói cuộn là quá trình ưa thích để sản xuất chạy nhỏ.
2. CỬA SỔ
Quá trình cuộn dây tóc bắt đầu bằng một kéo tổng hợp của sợi carbon, sợi thủy tinh hoặc sợi lai sợi carbon. Kéo được tải vào nhiều cuộn ở phía sau của máy cuộn. Ở phía trước là một trục gá dài đóng vai trò là hình thức cho ống.
Để tạo đường ống, một cỗ xe di chuyển lên xuống theo chiều dài của máy trong khi trục gá quay tròn. Các đuôi được áp dụng cho trục gá theo mô hình xoắn ốc như sọc trên cây gậy kẹo. Góc của hình xoắn ốc có thể được điều chỉnh cũng như cần bao nhiêu vòng xoắn để tạo một lớp. Sau khi hình thành hoàn toàn, ống được chữa khỏi trước khi tách khỏi trục gá.
Cuộn dây tóc là tự động hơn so với cuộn cuộn, và do đó một cách hiệu quả chi phí hơn để sản xuất khối lượng lớn ống composite trong một khoảng thời gian ngắn. Tùy chỉnh thường dễ dàng hơn với việc cuộn cuộn vì sợi và nhựa có thể được trộn và kết hợp tại máy cuộn thay vì trong quá trình chuẩn bị.
3. TIẾNG VIỆT
Quá trình pultrusion được tên của nó từ sự kết hợp của các nguyên tắc kéo và đùn. Khi ép đùn vật liệu thông qua một cái chết bằng cách đẩy nó, pultrusion hoàn thành điều tương tự bằng cách kéo vật liệu qua khuôn. Pultruded tubing được tạo ra bằng cách kéo sợi carbon hoặc sợi thủy tinh kéo qua một khuôn nóng vì nó được ngâm tẩm với nhựa epoxy. Vật liệu được kéo qua một trục gá đảm bảo nó giữ được hình dạng của nó trong quá trình đóng rắn.
Ưu điểm của quy trình này là nó tạo ra một chiều dài ống liên tục, đơn hướng có thể được cắt theo kích thước sau khi đóng rắn. Vì pultrusion được tự động hóa cao, nên đây là một quy trình sản xuất hiệu quả hơn nhiều so với cả cuộn cuộn hoặc cuộn dây tóc. Pultrusion giúp dễ dàng sản xuất ống với độ dài và độ dày khác nhau chỉ bằng cách thay đổi cả trục gá và khuôn.
Nhược điểm của pultrusion là tất cả các sợi được định hướng dọc theo trục của ống. Có tất cả các sợi theo một hướng có nghĩa là ống có độ căng rất tốt nhưng có thể dễ dàng phân tách khi nén hoặc xoắn. Việc tìm kiếm một quy trình tự động có thể tạo ra các ống cân bằng đưa chúng ta đến với môn thể thao kéo.
4. TRÁI CÂY
Pullbraiding là một phần mở rộng của pultrusion. Quá trình này về cơ bản giống như quá trình pultrusion với một tính năng được thêm vào: các sợi được bện lại với nhau khi chúng được kéo qua khuôn dập nóng và lên trục gá. Các lớp của các góc khác nhau có thể được thực hiện bằng cách thay đổi các bím tóc, và thậm chí các lớp đơn hướng có thể được chèn vào.
Cả pultrusion và pullbraiding tạo ra các sản phẩm hoàn chỉnh với độ cứng cao và tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng. Nhưng ưu điểm chính của quy trình kéo là nó tạo ra một ống cân bằng hơn, thực hiện dưới một phạm vi tải rộng. Nó cũng bổ sung một yếu tố của vẻ đẹp thẩm mỹ vì bím tóc phù hợp hơn với vẻ ngoài truyền thống bằng sợi carbon. Và vì quá trình này được tự động hóa cao như pultrusion, ống pullbraided thường rẻ hơn so với các sản phẩm quấn cuộn hoặc dây tóc.
