Che cos'è l'avvolgimento di filamenti?
L'avvolgimento del filamento è una tecnica utilizzata per fabbricare materiali compositi, che sono materiali costituiti da due o più sostanze fisicamente e chimicamente diverse. I filamenti sono avvolti attorno a una forma di stampo chiamata stampo maschio o mandrino. I filamenti più comuni utilizzati in questo processo sono le fibre di vetro, carbonio e aramide. Questa tecnica è particolarmente importante per i prodotti nei settori dell'aviazione e industriale.
Come procedura altamente automatizzata, il processo di avvolgimento del filamento è normalmente preciso ed esatto nelle sue misurazioni. Il materiale fibroso viene immerso in un bagno di resina e coperto con reagenti di peso molecolare medio-basso. La fibra viene quindi raccolta da bobine cilindriche e avvolta attorno al mandrino. Quando il materiale viene avvolto, la resina epossidica, epossidica o una resina poliestere viene versata su di esso in modo uniforme.
È estremamente importante che il mandrino sia tenuto saldamente nell'avvolgitore di filamenti. Ciò consente di avvolgere il mandrino in modo più preciso e di posizionare i filamenti nel modello corretto, in base all'applicazione finale. Programmi informatici specializzati sono generalmente utilizzati per controllare questo preciso processo.
Una volta che tutti i filamenti sono stati filati attorno al mandrino, il composito ricoperto di resina viene polimerizzato mediante riscaldamento in un forno computerizzato. Il calore indurisce la fibra e semplifica la rimozione del nuovo componente dalla forma del mandrino. Il componente viene estratto con cura usando una macchina che mantiene la struttura del mandrino e del componente. Dopo l'estrazione, la nuova struttura in fibra composita è pronta per essere elaborata e utilizzata.
La disposizione dei filamenti è cruciale per come è costituito il prodotto finale. Un modello ad alto angolo di posa delle fibre favorisce una maggiore resistenza allo schiacciamento del materiale. La resistenza allo schiacciamento si riferisce alla quantità di forza di compressione richiesta per rompere o rompere un materiale. La disposizione delle fibre in un modello ad angolo basso migliora la resistenza alla trazione del materiale. La resistenza alla trazione è la quantità di stress che un materiale può sopportare quando viene tirato o allungato prima di strapparsi o rompersi.
Un elevato rapporto resistenza / peso nella struttura dei componenti è il risultato dei rigidi processi di avvolgimento del filamento. Questa struttura finale è in grado di resistere a molte pressioni e sollecitazioni, sia a forma di elica, sfera o cilindro. Per questo motivo, le strutture composite realizzate con questo processo sono molto apprezzate nell'industria. Tali componenti vengono utilizzati come recipienti a pressione, corpi aeronautici, pali di potenza, tubi e molto altro.