プルワインディングを使用して複合プロファイルの高いフープ強度を実現

複合プロファイル内の繊維の配向は、その機械的特性に大きな影響を与えます。 一般的な配置は一方向であり、補強材がプロファイルの長手方向に配置され、良好な軸強度が得られます。 横巻き補強により、横方向の剛性と強度が向上します。 ファブリックも使用されており、通常は +/- 45 度または +/- 90 度の位置合わせが可能です。 これを容易にするために、フィラメントワインディングや事前含浸材料 (プリプレグ) などの一般的な製造技術が一般的に使用されます。

プリプレグとフィラメントワインディング

プリプレグは、繊維 (通常は織物) にエポキシ樹脂を含浸させ、得られた材料をスチール マンドレルの周りに転がして硬化させることにより、フープ強度を実現します。 これはフィラメントワインディングに似ており、繊維がスチールマンドレルの周りに横方向に巻き付けられ、繊維が所望のパターンまたは角度に整列します。

どちらのプロセスでも、製造業者は繊維と樹脂の比率と層の厚さを正確に制御できますが、多くの場合、加熱または冷却のステップを含む、より長くエネルギーを大量に消費する硬化プロセスが必要になります。 これに、フィラメントワインディングプロセスに含まれる多数の手動ステップと組み合わせると、この技術は直径の大きな厚いチューブの製造に適したものになります。

技術的な考慮事項に加えて、費用も要因となります。 フィラメントワインディングとプリプレグローリングは両方とも、引抜成形やプルワインディングなどの連続製造技術よりも手作業のプロセスを伴うため、多くの人件費と資源コストが高くつき、同等の複合プロファイルを製造するのに時間がかかる場合があります。

このため、多くの業界は、高いフープ強度を備えた複合プロファイルを製造するための、よりコスト効率の高い他のプロセスに目を向けるようになっています。これは、たとえば、ロックで表面を圧迫してチューブをロックし、チューブにフープ応力を生じさせる必要がある伸縮式ポールの用途では重要です。チューブ。

フープ強度を高めるための引き巻きを考慮

引抜成形と同様に、プルワインディングでは、樹脂バスと加熱されたダイを通して繊維を引っ張って、目的のプロファイルに硬化させます。 ただし、主な違いは、繊維の一部が、加熱されたダイを通して引き出される前に、マンドレルの周りに横方向に螺旋状に巻き付けられることです。 フィラメントワインディングと似ていますが、プルワインディングでは繊維の配置と張力をより細かく制御できるため、より均一で予測可能なフープ強度が得られます。

プルワインディングは、薄い横方向の繊維層を正確に制御できるため、フープ強度が高い薄肉複合材料の製造に特に役立ちます。 これは、ファイバーの一方向配列と螺旋巻きを組み合わせることで実現され、ファイバーを 0 度からほぼ 90 度まで制御できるようになります。 さらに、引き巻きは高度に自動化されており、再現性が高いため、単一のインライン製造プロセス全体でコスト競争力のある大量生産が保証されます。

Exel Composites はプルワインディングなどの連続製造技術を専門とし、この専門知識と先進的な共同アプローチを組み合わせています。 たとえば、エクセルは開発プロセス全体を通じてオプションや可能性について顧客と話し合い、製品の設計と開発がそれぞれの顧客の特定の要件に合わせて最適化されるようにします。 これにより、同社はお客様と協力してお客様の用途に最適な高フープ強度の複合チューブを開発し、機械的性能を犠牲にすることなく、軽量でコスト効率の高いソリューションを提供できるようになります。