Análise e aplicação do processo de enrolamento FRP

O enrolamento de fibras é um dos processos de fabricação de compósitos com matriz de resina.Existem três formas principais de enrolamento: enrolamento toroidal, enrolamento plano e enrolamento em espiral.Os três métodos têm suas próprias características, e o método de enrolamento úmido é o mais amplamente utilizado por causa de seus requisitos de equipamento relativamente simples e baixo custo de fabricação.

Sob a condição de controlar a tensão e a forma da linha predeterminada, a fibra contínua ou tecido impregnado com cola de resina é enrolada continuamente, uniformemente e regularmente no molde do núcleo ou revestimento usando equipamento de enrolamento especial e, em seguida, solidificado sob um determinado ambiente de temperatura para se tornar um método de moldagem de material composto de certos produtos de forma.Diagrama de processamento do processo de moldagem de enrolamento de fibra:

Existem três formas principais de enrolamento (FIG. 1-2): enrolamento toroidal, enrolamento plano e enrolamento em espiral.Anel para os materiais reforçados do molde e eixo do núcleo próximo a 90 graus (geralmente 85-89) na direção do enrolamento contínuo no mandril, materiais reforçados com o núcleo da matriz em ambas as extremidades do furo do pólo tangente e contínuo enrolamento na direção do plano no mandril, material reforçado enrolado em espiral e com tangente em ambas as extremidades do mandril, mas em um mandril em espiral enrolamento contínuo no mandril.

O desenvolvimento da tecnologia de enrolamento de fibra está intimamente relacionado ao desenvolvimento de materiais de reforço, sistemas de resina e invenções tecnológicas.Embora na Dinastia Han, o processo de fabricação de bastões de armas como Gorilli e alabarda pudesse ser feito impregnando laca com longos postes de madeira, além de bambu longitudinal e seda circular, a técnica de enrolamento de fibra não se tornou uma tecnologia de fabricação de material composto até o 1950.Em 1945, o primeiro dispositivo de suspensão de roda sem mola foi fabricado com sucesso pela tecnologia de enrolamento de fibra e, em 1947, a primeira máquina de enrolamento de fibra foi inventada.Com o desenvolvimento de fibras de alto desempenho, como fibra de carbono e fibra de aramida, e o aparecimento de máquinas de enrolamento controladas por microcomputadores, o processo de enrolamento de fibras, como uma tecnologia de fabricação de material compósito altamente mecanizada, foi desenvolvido rapidamente e aplicado em quase todos os campos possíveis. desde a década de 1960.

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De acordo com as diferençasquímica entestado físico e físico of substrato de resina durante a embalagem, embalagem teAs técnicas podem ser divididas em métodos secos, úmidos e semi-secos:

1. Secar

O enrolamento a seco adota fita pré-impregnada no estágio B após a pré-impregnação.As tiras pré-impregnadas são fabricadas e fornecidas em fábricas ou oficinas especiais.Para bobinagem a seco, a correia de fio pré-embebida deve ser aquecida e amolecida na bobinadeira antes de ser enrolada no molde do núcleo.A qualidade do fio prepreg pode ser controlada com precisão porque o conteúdo de cola, tamanho e qualidade da fita podem ser detectados e selecionados antes do enrolamento.A eficiência de produção do enrolamento seco é maior, a velocidade do enrolamento pode chegar a 100-200m/min e o ambiente de trabalho é mais limpo.No entanto, o equipamento de enrolamento a seco é mais complexo e caro, e a resistência ao cisalhamento interlaminar dos produtos de enrolamento é menor.

2. Molhado

O método de enrolamento úmido é enrolar a fibra no molde do núcleo diretamente sob o controle de tensão após o feixe e a cola de imersão e, em seguida, solidificar.O equipamento de enrolamento úmido é relativamente simples, mas como a correia de fio é enrolada imediatamente após a imersão, é difícil controlar e inspecionar o teor de cola do produto durante o processo de enrolamento.Enquanto isso, defeitos como bolhas e poros são facilmente formados no produto quando o solvente na solução de cola é solidificado, e a tensão também é difícil de controlar durante o enrolamento.Ao mesmo tempo, os trabalhadores operam na atmosfera solvente volátil e no ambiente de cabelo curto de fibra voadora, as condições de trabalho são ruins.

3. Método semi-seco

Comparado com o processo úmido, o processo semi-seco adiciona um equipamento de secagem no caminho desde a imersão da fibra até o enrolamento do molde do núcleo e basicamente remove o solvente na solução de cola da fita de fio.Ao contrário do processo seco, o processo semi-seco não depende de um conjunto complexo de equipamentos de pré-impregnação.Embora o teor de cola do produto não seja fácil de controlar com precisão no processo como método úmido e mais do que um conjunto de equipamentos de secagem intermediários do que o método úmido, a intensidade de trabalho dos trabalhadores é maior, mas a bolha, a porosidade e outros defeitos no produto é muito reduzido.

Os três métodos têm suas próprias características, e o método de enrolamento úmido é o mais amplamente utilizado por causa de seus requisitos de equipamento relativamente simples e baixo custo de fabricação.As vantagens e desvantagens dos três métodos de enrolamento são comparadas na Tabela 1-1.

Tabela 1-1 A proporção de dez mil métodos de três processos de enrolamento