محصولات

طراحی وساخت انواع دستگاه های فیلامنت وایندینگ یا رشته پیچی 

دستگاه فیلامنت وایندینگ شرکت ما، با بهره‌گیری از تکنولوژی پیشرفته، به‌طور ویژه برای تولید قطعات کامپوزیتی با استفاده از فیلامنت‌های پیوسته طراحی شده است. این دستگاه قادر است فیلامنت‌ها را به دقت و با سرعت بالا به‌صورت لایه به لایه و با الگوهای خاص بر روی قالب‌ها بپیچد، که این امر باعث تولید قطعاتی با مقاومت بالا و وزن کم می‌شود. دستگاه فیلامنت وایندینگ ما مناسب برای تولید انواع محصولات کامپوزیتی از جمله لوله‌ها، مخازن، و قطعات خودرویی و صنعتی است. همچنین این دستگاه به کمک کنترل دقیق فرآیند پیچش، کیفیت و یکنواختی بالای محصولات نهایی را تضمین می‌کند.

رشته پيچی يك روش ساده و كارا براي توليد قطعات مدور مانند لوله و ظروف استوانه‌ای در اندازه‌های مختلف می باشد. قطعات با قطر 25 میلیمتر تا 6000 میلی متر در اين فرآيند متداول می باشد. در اين فرآيند، الياف رشته اي يا نوارهای پيوسته الياف با شرايط كنترل شده روي يك مندریل با فرم خاص مورد نیاز پيچيده می شوند. لايه‌ها با يك طرح يكسان و يا متفاوت پيچيده مي‌شوند. به هنگام پيچش الياف، كشش الياف بين لايه‌هاي پخت نشده كامپوزيت فشار ايجاد می كند. اين فشار بر فشردگي الياف و درصد حباب هوا در قطعه كه كنترل كننده استحكام و سفتي قطعه می باشد، مؤثر است. رزين ریزی روی الیاف ممكن است قبل از پیچش و بعد از فرآیند پيچش روی الياف انجام شود. در نهايت رزين در دمای محيط و يا دمای بالاتر و بدون اعمال فشار پخت شده، قطعه را از روی مندریل بيرون كشيده می شود. عمليات تكميلی مانند ماشين كاری و سنباده زنی معمولاً احتياج نيست.

چرخه توليد كامپوزيت های رشته پيچی شده را مي توان به مراحل ذيل تقسيم نمود:

پيچش قطعه روی مندریل
– حرارت دهی و پخت رزين كه منجر به شكل‌گيری قطعه می شود.
– سرد كردن قطعه
– بيرون كشيدن قطعه از مندریل

در ابتدا فقط از الياف شيشه به عنوان تقويت كننده در اين فرآيند استفاده می شد ولی امروزه برای قطعات با استحكام بالا از الياف كربن و برای قطعات چقرمه و سبك از الياف آراميد استفاده می شود. اين الياف به شكل های فيلامنت تنها، رشته‌ای، پارچه و نوارهای بافته و نبافته می توانند استفاده شوند.
پلي استرها و وينيل استرها بدليل قيمت پايين، خواص خوب مكانيكي و شيميايی، بسيار مورد استفاده قرار می گيرند. در برخي قطعات نظامی و هوافضايی از رزين اپوكسی استفاده می شود. سيليكون ها، فنوليک ها و پلی ايميدها محدود به كاربرد ويژه الكتريكي يا دمای بالا می باشند.
انتخاب يك رزين خاص در يك سيستم مشخص بستگی به شرايط فرآيند، الزامات پخت و خواص فيزيكی مورد نظر دارد. ويسكوزيته و تاريخ مصرف سيستم های مخلوط با كاتاليست از نظر فرآيندی داراي اهميت فراوانی است. زمان ژل شدن و رفتار جريان نيز متغيرهای مهمی محسوب می شوند. براي خيس خوردگی الياف و خروج هوای محبوس، ويسكوزيته پايين رزين الزامی است.
اگرچه رزين های گرماسخت در فرآيند رشته پيچی متداول هستند، ولی تحقيق و توسعه در بكارگيری ماتريس های گرمانرم نيز در اين فرآيند پيشرفت های خوبی داشته است و قطعات حاصله خواص ممتازی از خود نشان داده‌اند.

عمده‌ترين عوامل مؤثر بر خواص قطعات تهيه شده به روش رشته پيچی عبارت است از:

– درصد رزين و توزيع آن
– كشش به هنگام پيچش الياف
– شرايط الياف آغشته شده
– پهناي نوار الياف مورد استفاده
– آرايش الياف
– سيكل پخت

جدا كردن تأثير هركدام از عوامل فوق دشوار است و به هم مربوط می باشند.

از جمله نقايص يا ضعف هايی كه در قطعه به چشم می خورد می توان به موارد ذيل اشاره نمود:

حباب هوا، نقاط خشك، نقاط آكنده از رزين، شكست زودهنگام، نواحی شكست موضعی پخت ناقص يا ناهمگون.
درصد رزين و توزيع آن براي كنترل وزن و ضخامت اهميت فراوانی دارد. اكثر قطعات هوافضا داراي تلرانس وزنی 2% می باشند. از نظر استحكام تغييرات مفرط درصد رزين، موجب ناهمگونی توزيع تنش و شروع شكست می شود. درصد رزين به كششِ هنگام پيچش بسيار وابسته است. جريان رزين حاصل از فشار الياف، جهت خارج كردن حباب های هوا و ساير مواد فرار سودمند است ولی كشش به هنگام پيچش يك متغير حساس در كنترل و كاهش مقدار حباب ها است. حباب های اضافی موجب كاهش استحكام برشی بين لايه‌ای و افت استحكام فشاری و مقاومت در برابر خمش و شكم دادن می شود.
دما، رطوبت، شرايط آب و هوايی، پيری و ساير شرايط محيطی بر خواص كامپوزيت های رشته پيچی شده تأثير می گذارند. تأثير اين عوامل همانند تأثير بر قطعات كامپوزيتی تهيه شده با ساير روش ها، می باشد. مسئله‌ای كه وجود دارد اين است كه پايين بودن درصد رزين در كامپوزيت های رشته پيچی شده، موجب می شود كه آن ها برای نفوذ رطوبت و تخريب در محيط های شديداً مرطوب مستعدتر شوند. تأثير منفی دوره‌های گرما-رطوبت می تواند با استفاده از رزين های كاراتر در لايه‌های آخر به حداقل برسد.
قطعات رشته پيچی شده از نظر كميت هم در صنايع هوافضا و هم كاربردهای تجاری، اهميت قابل توجهی دارند. البته تكنولوژي پيچش و طراحي در اين دو زمينه متفاوت است زيرا كارايی های مورد نظر متفاوت می باشد.
تكنولوژی پيچش در صنايع هوافضا بسيار ويژه و طراحی شده براي كارهاي خاص و با قيمت های بالاتر می باشد. عمده تلاش ها در راستای بكارگيری اين تكنولوژی در ساخت بدنة موتور راكت ها، مخازن تحت فشار، لوله‌هاي شليك موشک و ملخ هلی كوپتر بوده است. در آنجا نسبت استحكام به دانسيته بيشترين اهميت را داراست و هدف اين است كه الياف در جهت نيروی اعمالی آرايش داده شوند. از سوي ديگر در بخش تجاري نگاه ها به سوی كاهش قيمت توليد و استحكام متوسط می باشد. سيستم الياف شيشه – رزين پلی استر به همراه تجهيزات ساده پيچش، براي سرعت بالاي توليد و قيمت پايين با موفقيت بكار گرفته شده‌اند. براي تانک های ذخيره سازی، لوله‌های انتقال مواد مورد مصرف در صنايع شيميايی، فنرها، محور خودرو و پره‌های توربين بادي از مواد مقاوم شيميايی و گريدهای الكتريكی استفاده می شود.

فیلامنت وایندینگ طراحی شده با 5 درجه آزادی بوده که ساخت آن نیز انجام گرفته است و توسط آن می توان قطعات با قطر 1 متر و طول 3 متر را تولید نمود.