Karbon fiber çekme ve kumaşın nasıl üretildiğini anlarsanız, bunun karbon atomlarının hizalanmasını, yüksek ısıya maruz bırakılmasını ve reçine yapışmasına yardımcı olmak için kimyasalla kaplanmasını gerektiren karmaşık ve enerji yoğun bir işlem olduğunu biliyorsunuzdur. Peki bu lifler ve kumaşlar nasıl kompozit boru haline gelir?
Kompozit boruların bir kesitine bakmak kolaydır ve tek parçalı bir yapı olduğunu varsayar. Bitmiş ürün kesinlikle tek bir parçadır, ancak bunun nedeni yalnızca reçine ve sertleştirme işleminin her şeyi birbirine bağlamasıdır. Tüpün bu bölümü tek bir parça olarak başlamadı. Bitmiş tüpü oluşturmak için reçine ile birleştirilen çoklu elyaf veya kumaş katmanları olarak başladı.
Kompozit boru oluşturmak için dört ana işlem vardır. Bunlar:
1. rulo sarma
Rulo sarma , tutarlılığı sağlamak için genellikle bir prepreg ürünü ile yapılır. Bir prepreg, her şeyi bir arada tutmak için gerekli olan epoksi reçinesi ile zaten emprenye edilmiş kumaş veya elyaftan oluşan kompozit bir üründür.
Önceden hazırlanmış malzeme, farklı elyaf yönelimli katmanlara bölünür. Bu katmanlar daha sonra mandrel olarak bilinen silindirik bir çubuk üzerine yuvarlanır. Mandrel ve prepreg daha sonra epoksi reçinesini içermek ve kürleme sırasında tabakaları sıkıştırmak için plastik bir filme sarılır. Sertleşme tamamlandıktan sonra, mil, bitmiş borunun merkezinden çıkarılır.
Rulo sarma, hem karbon fiber hem de cam elyaf boru boyunca maksimum tutarlılık sağlar. İşlem ayrıca hem elyaf / mandrel konfigürasyonu hem de üretim miktarları açısından daha fazla kişiselleştirme sağlar. Rulo sargı, küçük parçalar üretmek için tercih edilen işlemdir.
2. FİLAMENT SÜRME
Filaman sarım işlemi, karbon fiber, cam elyafı veya bir karbon fiber-cam elyafı hibrid kompozit çekme ile başlar. Çekme, sarma makinesinin arkasındaki çoklu makaralara yüklenir. Ön kısımda, boru için form olarak işlev gören uzun bir mandrel bulunur.
Boru oluşturmak için, mandrel dönerken bir taşıyıcı makinenin uzunluğunda yukarı ve aşağı hareket eder. Çeki demiri, mandrel üzerine, bir şeker kamışı üzerindeki şerit gibi spiral bir şekilde uygulanır. Spiralin açısı, bir tabaka oluşturmak için gereken spiral sayısı kadar ayarlanabilir. Tamamen oluşturulduktan sonra, boru mandrelden ayrılmadan önce sertleştirilir.
Filament sargı rulo sarmaya göre daha otomatiktir ve bu nedenle kısa sürede büyük hacimli kompozit boru üretimi için daha uygun maliyetli bir yoldur. Özelleştirme genellikle rulo sarma ile daha kolaydır, çünkü elyaf ve reçine ön hazırlama işlemi yerine sarım makinesinde karıştırılabilir ve eşleştirilebilir.
3. PULTRUSYON
Pultrusion işlemi adını çekme ve ekstrüzyon ilkeleri kombinasyonundan alır. Ekstrüzyonun malzemeyi bir kalıba iterek bastırması durumunda, ekstrüzyon aynı şeyi malzemeyi kalıbın içinden çekerek gerçekleştirir. Pultruded boru, epoksi reçinesi ile emprenye edilirken karbon fiber veya fiberglas kordonu ısıtılmış bir kalıp içinden çekerek oluşturulur. Malzeme, kürleme işlemi sırasında şeklini koruyan bir mandrel üzerinden çekilir.
Bu işlemin avantajı, sertleştikten sonra kesilebilecek kesintisiz, tek yönlü bir boru uzunluğu üretmesidir. Pultrusion oldukça otomatik olduğundan, hem rulo sarma hem de filaman sargısından çok daha düşük maliyetli bir üretim sürecidir. Pultrusion, hem mandreli hem de kalıbı değiştirerek çeşitli uzunluklarda ve kalınlıklarda boru üretmeyi kolaylaştırır.
Yayılmanın dezavantajı, tüm elyafların tüp ekseni boyunca yönlendirilmiş olmasıdır. Tüm elyafların bir yönde olması, borunun gerginlikte çok iyi olduğu ancak sıkıştırma ya da burulma halinde kolayca ayrılabileceği anlamına gelir. Dengeli borular üretebilen otomatik bir işlem arayışı bizi çekme tertibatına getiriyor.
4. PULLBRAIDING
Pullbraiding , pultrusion'un bir uzantısıdır. Bu işlem, esasen, bir ek özelliği eklenmiş olan prusrusion ile aynıdır: elyaflar, ısıtılmış kalıp içinden ve mandrel üzerine çekildiklerinde birlikte örülürler. Örgü değiştirilerek farklı açılardan katmanlar yapılabilir ve tek yönlü katmanlar bile yerleştirilebilir.
Hem pultrusion hem de pullbraiding yüksek sertlik ve ağırlık / ağırlık oranlarına sahip bitmiş ürünler yaratır. Ancak, çekme tertibatının ana avantajı, geniş bir yük aralığında performans gösteren daha dengeli bir boru yaratmasıdır. Örgü ayrıca geleneksel “karbon elyaf” görünümüyle aynı hizada olduğundan estetik bir güzellik unsuru da ekler. Üstelik bu işlem pultrusion gibi yüksek derecede otomatik olduğundan, çekme borulu tüpler genellikle rulo sarılı veya filament yaralı ürünlere göre daha ucuzdur.
