Tekercselés
Tekercselés
Tekercselés
A terhelés kitüntetett irányaiban történő, anizotrop (külömböző irányokban külömbözőképpen viselkedő) anyag-erősítés elve, a kompozit konstrukciók alapelve jól érvényesíthető a nyomásálló csövek ill. tartályok, és az erőátvitelre szolgáló rudak gyártásában.
Jól ismert a mechanikából, hogy a nyomásálló csövek, hengeres tartályok héjának terhelése korántsem azonos a cső hosszirányában és arra merőlegesen a hengerpalást kerületének mentén.
Ezt a jól számítható követelményt jól kielégíthetjük polimerkompozit héjakkal, amelyekben a szálerősítést a kívánt irányban alkalmaztuk. Így kiemelkedően előnyös szilárdság/tömeg-viszonyú, és különleges követelményeknek is eleget tevő: korrózióálló, robbanásbiztos stb. erősített tartályokat, csöveket, rudakat stb. állíthatunk elő. A technológia vázlatát a 1.ábra mutatja.
Az eredeti eljárásban enyhén kúpos magra tekercselik fel az üvegszál köteget, (roving), amelyet előzőleg a matrix oligomerrel átitattak. A többszörös oda-vissza tekercselés alakítja ki a többrétegű, több irányban erősített kompozit szerkezetet, amelynek térhálósítása a kúpos magon történik.
A tekercselés (filament winding) kompozitgyártási technikának számos változata ismert. Újabban hőre lágyuló matrixszal is alkalmaznak folytonos erősítőszálat, és itt a feltekercselés helyén ráolvasztva alakul ki a kötés. Ugyanígy alkalmazható a szalag formájú (tape) prepreg üvegszálas epoxi vagy karbonszálas epoxi előgyártmány tekercseléshez, amely után a technológia következő lépésében autoklávban, azaz nyomástartó hengerben, magasabb hőmérséklet és nyomás alatt történik a térhálósítás.
1. ábra: A kompozit tekercselés alapelve 1) motor, 2) meghajtás, 3) támaszték, 4) tekercselő tüske, 5) üvegszál pászmák, 6) impregnáló fürdő
A tekercselés – amely eredeti formájában is textiltechnológiai tapasztalatokon alapul – legújabb változatában sokoldalú technikát ígér erőátvitelre alkalmas üreges „zártszelvények”: csövek, profilok kialakítására. Ez a technika a fonatolás ill. körszövés (braiding) (2. ábra).
2. ábra: Karbonszál rovingból körszövéssel készített, négyszög keresztmetszetű zártszelvény profil
A körszövött vagy fonatolt textilrendszer impregnálása történhet utólag és az ezt követő hőkezeléshez hasonlóan megfelelő „alagútban”. Használhatunk gyantával előre átitatott (prepreg) köteget is. A fonatolt előterméket ezután már csak térhálósítani kell.
