Нить намотки является одним из старейших процессов изготовления деталей из углеродного волокна. Это процесс, который в значительной степени оставался неизменным до 10 лет назад, когда постепенные изменения начали его улучшать. Текущее состояние нити намотки так, что она оказывает ощутимое влияние на использование углеродного волокна.
Если вы не знакомы с намоткой нити, это процесс, который напоминает крупномасштабное плетение - по крайней мере, визуально. Большие рулоны из углеродного волокна загружают на катушки и пропускают через намоточную машину. Затем нить собирают и наматывают вокруг вращающейся оправки.
В зависимости от количества нитей и их относительного положения они могут быть намотаны на оправку в любом количестве рисунков. Это создает непрерывную форму, которая может быть разделена на части различной длины.
РАННИЕ ДНИ ФИЛАМЕНТСКОГО ВЕТРА
По словам Джинджера Гардинера из Composite World, намотка нити впервые была использована в качестве производственного процесса сразу после Второй мировой войны. Производители использовали этот процесс для создания твердых корпусов ракетных двигателей. Фонарные столбы, сосуды под давлением и трубы, усиленные углеродным волокном, появились на рынке в 1960-х и 70-х годах.
Тогда процесс был всегда одинаковым. Нить омывали эпоксидной смолой непосредственно перед намоткой на оправку. Полностью намотанный продукт подавали в высокотемпературный автоклав, который отверждает смолу, создавая прочный и долговечный материал, армированный нитями из углеродного волокна. Этот процесс известен как влажная намотка. Этот процесс до сих пор используется сегодня.
Несколько лет назад были разработаны новые методы для замены мокрой обмотки. Инженеры выяснили, как использовать сухие волокна в сочетании с процессами жидкого формования. Они также разработали процессы, используя буксирные и препреги. Все эти новые процессы избавили от необходимости омывать филамент в эпоксидной смоле перед намоткой.
СЕГОДНЯ ФИЛАМЕНТ ВЕТЕР
Сегодня обмотка накаливания может выглядеть заметно иначе, чем ее предшественник первого поколения. Например, наша отрасль в настоящее время использует высокоскоростную намотку накаливания, способную создавать сложные детали с переменным поперечным сечением и необычными формами. Мы больше не ограничены статическими цилиндрическими оправками, которые производят только трубы разных размеров.
Робототехника также внедряется в намотку нитей. Роботизированные системы делают весь процесс намотки нитей быстрее и эффективнее, устраняя неэффективность человеческого участия. Это также делает процесс намотки нити более дешевым, не жертвуя качеством.
Даже 3D-печать оказывает влияние на намотку нити. По словам Гардинера, в Штутгарте, Германия, есть компания, которая нашла способ объединить роботизированный процесс мокрой намотки с 3D-печатью для создания готовых изделий, которые объединяют изделия из углеродного волокна / эпоксидной смолы с композитными или металлическими сердечниками. Процесс может быть даже изменен, чтобы создать готовые продукты, которые не имеют ядра.
НОВЫЕ ФОРМЫ И РАЗМЕРЫ
Чистая выгода от всех этих новых технологий заключается в том, что мы можем создавать композитные детали любых форм и размеров, но при этом использовать намотку накала. Почему это важно? Потому что намотка нити может быть автоматизирована в гораздо большей степени, чем традиционные укладки. Совершенствуя процессы намотки накала, чтобы приспособиться к стольким формам и размерам, мы сохраняем скорость и эффективность, не жертвуя гибкостью конструкции.
Мы рады видеть, как технологии меняют нашу отрасль. Мы не знаем, как будет выглядеть намотка нити через 10 лет, но мы считаем, что можно с уверенностью сказать, что все будет даже лучше, чем сегодня. Это хорошо как для нашей отрасли, так и для клиентов.
