Hvis du forstår hvordan kabler av fiberfiber og stoff er produsert, vet du at det er en kompleks og energiintensiv prosess som krever at karbonatomer tilpasses, utsetter dem for høy varme og deretter belegger dem med kjemikalier for å hjelpe harpikspinne. Men hvordan blir disse fiberene og stoffene sammensatte rør ?
Det er lett å se på et tverrsnitt av komposittrør og antar at det er en enkelt konstruksjon. Det ferdige produktet er absolutt et enkelt stykke, men det er bare fordi harpiksen og herdingsprosessen knytter alt sammen. Den delen av slangen startet ikke som et enkelt stykke. Det startet som flere lag av fiber eller stoff som ble kombinert med harpiks for å skape det ferdige rør.
Det er fire primære prosesser for å lage komposittrør. Disse er:
1. ROLL-WRAPPING
Rollinnpakning gjøres vanligvis med et prepreg-produkt for å sikre konsistens. Et prepreg er et sammensatt produkt bestående av tekstil eller fiber som allerede er impregnert med epoxyharpiksen som er nødvendig for å holde alt sammen.
Prepreg-materialet er skåret i lag med forskjellig fiberorientering. Disse lagene rulles deretter på en sylindrisk stang kjent som en dorn. Dornen og prepregen pakkes deretter inn i en plastfilm for å inneholde epoksyharpiksen og komprimere lagene under herding. Når herdingen er fullført, blir doren fjernet fra midten av det ferdige rør.
Rollomslag resulterer i maksimal konsistens på tvers av både karbonfiber og glassfiberrør. Prosessen gir også mer tilpasning både når det gjelder fiber / dornkonfigurasjon og produksjonskvantiteter. Rulleinnpakning er den foretrukne prosessen for å produsere små løp.
2. FILAMENT VINDING
Filamentviklingsprosessen begynner med et sammensatt slep av enten karbonfiber, glassfiber eller en karbonfiberfiberglass-hybrid. Tauet lastes på flere spoler på baksiden av viklingsmaskinen. På forsiden er en lang dorn som fungerer som form for slangen.
For å lage slangen, reiser en vogn opp og ned lengden på maskinen mens dornen spinner. Tauene påføres dornen i et spiralmønster som stripen på en candy cane. Vinkelen på spiralen kan justeres så vel som hvor mange spiraler det tar å lage et lag. Når den er helt formet, blir røret herdet før den skilles fra doren.
Filamentvikling er mer automatisert enn rullinnpakning, og dermed en mer kostnadseffektiv måte å produsere store mengder komposittrør på kort tid. Tilpasning er ofte lettere med rullinnpakning, siden fiber og harpiks kan blandes og matches ved viklingsmaskinen i stedet for under prepregging-prosessen.
3. PULTRUSION
Pultrusjonsprosessen får navnet sitt fra kombinasjonen av trekk- og ekstruderingsprinsipper. Hvor ekstrudering tvinger materiale gjennom en dør ved å skyve det, oppnår pultrusion det samme ved å trekke materialet gjennom dysen. Pultruded rør er opprettet ved å trekke karbonfiber eller glassfibertau gjennom en oppvarmet die som det blir impregnert med epoxyharpiks. Materialet trekkes over en dorn som sikrer at den holder sin form under herdingsprosessen.
Fordelen med denne prosessen er at den produserer en kontinuerlig, ensrettet lengde av rør som kan kuttes i størrelse etter herding. Siden pultrusion er svært automatisert, er det en mye mer kostnadseffektiv produksjonsprosess enn både rullinnpakning eller filamentvikling. Pultrusion gjør det enkelt å produsere slanger i ulike lengder og tykkelser ved å bytte opp både dorn og dør.
Ulempen med pultrusion er at alle fibrene er orientert langs rørets akse. Å ha alle fibrene i en retning betyr at røret er veldig bra i spenning, men kan lett splitte i kompresjon eller vridning. Søket etter en automatisert prosess som kan produsere balansert rør bringer oss til pullbraiding.
4. PULLBRAIDING
Pullbraiding er en forlengelse av pultrusion. Denne prosessen er i det vesentlige den samme som pultrusion med en ekstra funksjon: fibrene flettes sammen som de blir trukket gjennom den oppvarmede die og på doren. Lag av forskjellige vinkler kan gjøres ved å variere flettet, og til og med ensrettede lag kan settes inn.
Både pultrusion og pullbraiding lager ferdige produkter med høy stivhet og styrke-til-vekt-forhold. Men den viktigste fordelen med pullbraiding-prosessen er at den skaper et mer balansert rør som utfører seg under et stort spekter av belastninger. Det legger også til et element av estetisk skjønnhet siden flettet er mer i tråd med det tradisjonelle "karbonfiber" -utsnittet. Og siden denne prosessen er svært automatisert som pultrusjon, er trekkbrett ofte billigere enn rullviklet eller filamentviklede produkter.
