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什么是纤维缠绕工艺(纤维缠绕工艺流程特点)

什么是纤维缠绕工艺(纤维缠绕工艺流程特点)

纤维缠绕是一种制造工艺,使用来自各种材料(如碳纤维凯夫拉尔或玻璃纤维)的连续丝束来生产中空管状部件。该工艺广泛用于制造管状部件,如火箭体、压力容器(如压缩空气罐)、赛车中的悬挂部件,甚至用于在飞行中为飞机加油。该工艺高度适应不断变化的纤维方向的能力使其成为创建定制轻质复合结构的理想选择,该结构旨在针对多个方向的强度特性。长丝缠绕过程基本上被描述为采用连续的长丝丝束,​​将该丝束引入树脂并将基体转移到旋转的心轴上,并根据需要使其固化。听起来很简单,简化这些流程所涉及的工程使其高度可定制,从使用高度自动化的机械到在车间组装的简单机械设备。想象力往往是唯一的限制。

长丝缠绕的制造过程从原材料的纤维开始。凯夫拉尔、玻璃纤维、碳纤维或其他长丝可以以连续“纱线”或“丝束”的形式成卷购买。通常,这些丝束将用于加工织物和单向带,但是,对于长丝缠绕,丝束仅从卷筒中用于制造产品。一卷丝束的特征在于其丝束尺寸,就像它在织物丝束中的描述一样。称为“3k”、“6k”或“12k”的描述描述了参与制造纱线或丝束的纤维数量,这基本上是长丝组的直径。这在长丝缠绕过程中很重要,因为它有助于确定零件设计和制造中的重要参数。

丝束卷通常通过机械方式张紧。这可以根据过程的设计而变化。许多形式的张紧都涉及弹簧,以从无卷纺纱中产生摩擦,使细丝紧贴在它所适应的工具上。根据以往的经验,最好使张紧方法尽可能简单,以减少工艺变化。张力可以在辊子上或通过单独的装置施加,并通过梳理、树脂施加、滚动和丝束放置在心轴上。张力确保过程稳定性和可重复性,并且通常是质量的重要衡量标准,因为它是在将施加的丝束压紧在芯轴上时过程的一致性和控制手段。

然后将丝束通过梳理或分离装置。该装置有助于在将丝束引入树脂浴之前使原丝均匀化。分离装置可以描述为梳子,它的重要性在于它在将丝束浸入树脂浴时在张力控制中带来纤维均匀性。随着丝束通过浴槽,然后再次梳理以去除丝束中多余的树脂。

然后可以根据需要使用“轧辊”将丝束压平,以在将其引导到“心轴”上之前提供额外的纤维均匀性。

“指南”可以说是绕线机工艺中最重要的部分。当精梳、浸树脂、卷起的纤维聚集在一起时,它是机器头,负责提供纤维取向,左右移动,因为丝束应用的速度是在心轴圆周运动中提供的。同步的两个机械特征确保满足关键的纤维方向,并根据零件设计的需要正确放置丝束。包裹完成后,让零件固化,然后将其从心轴表面剥离。

长丝缠绕工艺是一种创新的制造解决方案,可广泛定制和重复,使其成为复合圆柱形零件应用中最受选择的制造方法之一。

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