フィラメントワインディングとは？

フィラメントワインディングは、複合材料を製造するために使用される技術です。複合材料は、物理的および化学的に異なる2つ以上の物質から作られた材料です。 フィラメントは、雄型またはマンドレルと呼ばれる型枠に巻き付けられます。 このプロセスで使用される最も一般的なフィラメントは、ガラス、カーボン、アラミド繊維です。 この技術は、航空および産業部門の製品にとって特に重要です。

高度に自動化された手順として、フィラメントの巻き付けプロセスは通常、その測定において正確かつ正確です。 繊維状材料を樹脂浴に浸し、低分子量から中分子量の反応物で覆います。 次に、繊維は円筒状のスプールから集められ、マンドレルに巻き付けられます。 材料が巻き取られると、エポキシ樹脂、エポキシ、またはポリエステル樹脂のいずれかが均一に注がれます。

マンドレルをフィラメントワインディングマシンにしっかりと保持することが非常に重要です。 これにより、最終用途に応じて、マンドレルをより正確に巻くことができ、フィラメントを正しいパターンに配置できます。 通常、この正確なプロセスを制御するには、専用のコンピュータープログラムが使用されます。

すべてのフィラメントがマンドレルの周りに紡がれると、樹脂で覆われた複合材はコンピューター化されたオーブンで加熱することにより硬化します。 熱により繊維が硬化し、マンドレル形状から新しいコンポーネントを簡単に取り外すことができます。 コンポーネントは、マンドレルとコンポーネントの両方の構造を維持するマシンを使用して慎重に抽出されます。 抽出後、新しい複合繊維構造は、加工して使用する準備ができています。

フィラメントの配置は、最終製品の構成に不可欠です。 繊維を敷設する高角度のパターンは、材料のより大きな破砕強度を促進します。 破砕強度とは、材料を破壊または破壊するのに必要な圧縮力の量を指します。 繊維を低角度のパターンに配置すると、材料の引張強度が向上します。 引張強度は、引き裂かれたり壊れたりする前に引っ張られたり引き伸ばされたりするときに材料が受けることができる応力の量です。

コンポーネント構造の強度と重量の比率が高いのは、フィラメントワインディングプロセスの厳密さの結果です。 この最終構造は、らせん形、球形、円柱形のいずれであっても、多くの圧力と応力に耐えることができます。 このため、このプロセスで作られた複合構造は、業界で高く評価されています。 このようなコンポーネントは、圧力容器、航空機のボディ、電柱、パイプなどとして使用されます。