Was ist Filamentwicklung?
Das Wickeln von Filamenten ist eine Technik zur Herstellung von Verbundwerkstoffen, bei denen es sich um Werkstoffe handelt, die aus zwei oder mehr physikalisch und chemisch unterschiedlichen Substanzen bestehen. Die Filamente sind um eine Form gewickelt, die als Patrize oder Dorn bezeichnet wird. Die bei diesem Verfahren am häufigsten verwendeten Filamente sind Glas-, Kohlenstoff- und Aramidfasern. Diese Technik ist besonders wichtig für Produkte in der Luftfahrt und in der Industrie.
Als hochautomatisiertes Verfahren ist der Filamentwickelprozess normalerweise präzise und genau in seinen Messungen. Fasermaterial wird in einem Harzbad eingeweicht und mit Reaktanten mit niedrigem bis mittlerem Molekulargewicht bedeckt. Die Faser wird dann von zylindrischen Spulen gesammelt und um den Dorn gewickelt. Während das Material gewickelt wird, wird entweder Epoxidharz, Epoxidharz oder ein Polyesterharz gleichmäßig darauf gegossen.
Es ist äußerst wichtig, dass der Dorn fest in der Filamentwickelmaschine gehalten wird. Dies hilft, den Dorn genauer zu wickeln und die Filamente gemäß der endgültigen Anwendung in das richtige Muster zu bringen. Spezialisierte Computerprogramme werden im Allgemeinen verwendet, um diesen präzisen Prozess zu steuern.
Sobald alle Filamente um den Dorn gesponnen worden sind, wird der harzbedeckte Verbundstoff durch Erhitzen in einem computergesteuerten Ofen ausgehärtet. Hitze härtet die Faser aus und erleichtert das Entfernen des neuen Bauteils von der Dornform. Das Bauteil wird vorsichtig mit einer Maschine herausgezogen, die die Struktur sowohl des Dorns als auch des Bauteils beibehält. Nach der Extraktion kann die neue Faserverbundstruktur verarbeitet und verwendet werden.
Die Anordnung der Filamente ist entscheidend für die Zusammensetzung des Endprodukts. Ein hohes Winkelmuster beim Verlegen der Fasern fördert eine größere Druckfestigkeit des Materials. Die Druckfestigkeit bezieht sich auf die Menge an Druckkraft, die erforderlich ist, um ein Material zu brechen oder zu brechen. Die Anordnung der Fasern in einem kleinen Winkelmuster verbessert die Zugfestigkeit des Materials. Die Zugfestigkeit ist die Menge an Spannung, die ein Material aufnehmen kann, wenn es vor dem Reißen oder Brechen gezogen oder gedehnt wird.
Ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht in der Bauelementstruktur ist das Ergebnis der Härte des Filamentwickelprozesses. Diese endgültige Struktur ist in der Lage, viel Druck und Beanspruchung auszuhalten, unabhängig davon, ob sie als Helix, Kugel oder Zylinder geformt ist. Aus diesem Grund sind Verbundstrukturen aus diesem Verfahren in der Industrie hoch geschätzt. Solche Komponenten werden als Druckbehälter, Flugzeugkarosserien, Strommasten, Rohre und vieles mehr verwendet.