لف الألياف
ألياف مبللة بالراتنج تُلَفّ على قلب دوّار
يلف لف الألياف ليفًا مبللًا بالراتنج حول قلب دوّار يسمى الدعامة (الماندريل)، طبقةً بعد طبقة، كالخيط على بكرة. وتوجّه عربة متحركة الليف ليقع بزاوية مضبوطة. تُصنع بهذه الطريقة الأنابيب وأسطوانات الغاز وخزانات الهيدروجين وأغلفة محركات الصواريخ.
كيف تعمل
تغذية الألياف. تنفك الفتائل (حزم غير ملتوية من ألياف مستمرة) عن البكرات وتمر عبر مشدّات تبقيها مشدودة بانتظام.
ترطيبها بالراتنج. يمر الليف على أسطوانة تدور في حمّام راتنج. أو يُلَفّ نسيج الفتائل المشبّع مسبقًا (ألياف منقوعة سلفًا بالراتنج، كشريط مسبق التشريب رقيق) جافًا.
توجيهها على الدعامة الدوّارة. تتحرك عربة بعين تسليم (المرشد الذي يخرج منه الليف) ذهابًا وإيابًا بينما تدور الدعامة. ويربط حاسوب الحركتين.
بناء الطبقات. سرعة العربة بالنسبة إلى الدوران تحدد زاوية الليف: قرب 90° للطبقات الحلقية، وزاوية محددة للطبقات اللولبية، وقرب 0° للطبقات القطبية فوق الأطراف. تُكدَّس الطبقات حتى يصير الجدار سميكًا بما يكفي.
المعالجة ثم إزالة الدعامة. تتم معالجة القطعة (يتصلب الراتنج)، غالبًا في فرن بينما تظل تدور. ثم تُسحب الدعامة، أو تبقى في الداخل كبطانة، كما في معظم خزانات الضغط.
حقائق أساسية
- المواد
- الألياف الزجاجية (الأشيع)، الكربون أو الأراميد (ليف صناعي متين)؛ وراتنج إيبوكسي أو بوليستر أو فينيل إستر
- القطع النموذجية
- الأنابيب، أوعية الضغط، خزانات الغاز والهيدروجين، أعمدة نقل الحركة، الأعمدة، أغلفة محركات الصواريخ
- حجم القطعة
- من أنابيب بعرض بضعة سنتيمترات إلى خزانات وأنابيب بقطر عدة أمتار
- الدقة
- السطح الداخلي بدقة الدعامة؛ وزاوية الليف وسماكة الجدار مضبوطتان طبقةً بطبقة
- تشطيب السطح
- الداخل أملس؛ والخارج مضلّع بأشرطة الألياف ما لم يُصنفر أو يُغلَّف أو يُطلى
- حجم الدفعة المناسب
- من خزانات كبيرة مفردة إلى عشرات الآلاف من الأسطوانات سنويًا على آلات متعددة المغازل
- كلفة العدّة والآلة
- دعامات من مئات إلى مئات الآلاف من الدولارات؛ وآلات من عشرات الآلاف إلى ملايين
- السرعة
- دقائق لأنبوب صغير؛ وساعات لخزان كبير، إضافةً إلى زمن المعالجة
نقاط القوة والحدود
نقاط القوة
- تبقى الألياف مستمرة وتوضع بزوايا مضبوطة: متانة عالية جدًا بالنسبة إلى الوزن
- مثالي للقطع تحت ضغط داخلي، كالخزانات والأنابيب
- آلي بدرجة عالية وقابل للتكرار
- هدر مادة قليل
الحدود
- الأشكال القادرة على الدوران فقط: أنابيب وأسطوانات وقباب وأجسام شبه مستديرة
- الأشكال المقعّرة صعبة، لأن الليف يمتد جسرًا فوق التجاويف
- السطح الخارجي خشن ما لم يُشطَّب
- يجب إخراج الدعامة، إلا إذا بقيت كبطانة
أين تُستخدم
- الطاقة والغازخزانات الهيدروجين والغاز الطبيعي للمركبات، أسطوانات غاز البترول المسال
- الكيماويات والمياهأنابيب وخزانات تخزين لا تصدأ
- الطيران والدفاعأغلفة محركات الصواريخ، أنابيب الإطلاق، قوارير الضغط
- السيارات والصناعةأعمدة نقل حركة من الكربون، أسطوانات، أسطوانات هيدروليكية
- الرياضة والترفيهأعمدة مضارب الغولف، قطع الدراجات، خزانات هواء الغوص والبينتبول
كيف تتعرف عليها
- نمط معيّنات متقاطعة من أشرطة الألياف على الخارج، يظهر أحيانًا تحت راتنج شفاف.
- أشكال مستديرة أو كبسولية بأطراف مقبّبة وفتحة صغيرة عند قطب واحد أو كليهما.
- سطح داخلي أملس ودقيق وخارج مضلّع قليلًا.
قارنها بـ
شاهدها
Rock West Composites · كيف يُبلَّل الليف ويُلَفّ على دعامة دوّارة
Vashishtha Research · اللف الرطب بجوار اللف الجاف على آلة صغيرة
Composites Central · خزان كبير من الألياف الزجاجية يُلَفّ في مصنع
MIKROSAM · خط آلي يلف خزانات الغاز ويعالجها
شاهد صورًا حقيقية
- ويكيبيديا: لف الألياف — العملية وأنماط اللف والمنتجات
- البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز
تذكّر
- تلف عربة متحركة ليفًا مبللًا بالراتنج حول دعامة دوّارة.
- نسبة سرعة العربة إلى الدوران تحدد زاوية الليف.
- هي العملية المفضلة للأنابيب الخفيفة القوية وخزانات الضغط.
المزيد في المواد المركّبة
كل العمليات المئة
10.1التركيب والمعالجة في الأوتوكلافطبقات بريبريغ مكدّسة على قالب، ومغلّفة بكيس تفريغ ومعالَجة تحت الحرارة والضغطافتح الدرس
10.2القولبة بنقل الراتنج والتشريبألياف جافة في قالب؛ راتنج سائل يُدفَع (RTM) أو يُسحَب بالتفريغ (الحقن بالتفريغ)افتح الدرس
10.3السحب البثقيألياف تُسحَب عبر راتنج وقالب مسخَّن، بلا توقفافتح الدرسجرّبه
سخّر الذكاء الاصطناعي في عملك على CAD.
انمذج القطع، وأنشئ الرسومات، وأتمت العمل المتكرر داخل برنامج CAD الخاص بك.