फ़िलामेंट वाइंडिंग

रेज़िन से भीगा फ़ाइबर घूमते मैंड्रल पर लपेटा जाता है

फ़िलामेंट वाइंडिंग में रेज़िन से भीगे फ़ाइबर को मैंड्रल नाम के घूमते कोर पर, चरखी पर धागे की तरह, परत-दर-परत लपेटा जाता है। चलती गाड़ी फ़ाइबर को ऐसे निर्देशित करती है कि वह ठीक सही कोण पर बैठे। पाइप, गैस सिलिंडर, हाइड्रोजन टैंक और रॉकेट मोटर केस इसी तरह बनते हैं।

फ़ोटो: Gdipasquale1, CC BY-SA 4.0, स्रोत: Wikimedia Commons

फ़िलामेंट वाइंडिंग मशीन, बगल से, तीन वाइंडिंग पैटर्न और क्योरिंग के साथघेरे में लिखे नंबर नीचे दिए चरणों से मेल खाते हैं। निचली पंक्ति तीन बुनियादी वाइंडिंग पैटर्न और अंतिम क्योरिंग दिखाती है।

यह कैसे काम करती है

फ़ाइबर आगे बढ़ाएँ। रोविंग (लगातार फ़ाइबर के बिना ऐंठे गुच्छे) स्पूल से खुलती हैं और टेंशनर से गुज़रती हैं, जो उन्हें एकसमान कसा रखते हैं।
उसे रेज़िन से भिगोएँ। फ़ाइबर रेज़िन के टब में घूमते ड्रम के ऊपर से गुज़रता है। या फिर टोप्रेग (रेज़िन में पहले से भीगा फ़ाइबर, पतली प्रीप्रेग टेप जैसा) सूखा लपेटा जाता है।
उसे घूमते मैंड्रल पर निर्देशित करें। डिलीवरी आई (वह गाइड जिससे फ़ाइबर निकलता है) वाली गाड़ी आगे-पीछे चलती है जबकि मैंड्रल घूमता है। कंप्यूटर दोनों गतियों को जोड़कर रखता है।
परतें चढ़ाएँ। घूर्णन के मुक़ाबले गाड़ी की गति फ़ाइबर का कोण तय करती है: हूप परतों के लिए लगभग 90°, हेलिकल परतों के लिए तय कोण, सिरों पर पोलर परतों के लिए लगभग 0°। परतें तब तक चढ़ाई जाती हैं जब तक दीवार काफ़ी मोटी न हो जाए।
क्योर करें, फिर मैंड्रल निकालें। पार्ट क्योर होता है (रेज़िन कठोर होता है), अक्सर घूमते हुए ही ओवन में। फिर मैंड्रल को खींचकर निकाल लिया जाता है, या वह लाइनर के रूप में अंदर ही रहता है, जैसा ज़्यादातर प्रेशर टैंकों में होता है।

मुख्य तथ्य

सामग्री: ग्लास फ़ाइबर (सबसे आम), कार्बन या अरामिड (मज़बूत कृत्रिम फ़ाइबर); एपॉक्सी, पॉलिएस्टर या विनाइल एस्टर रेज़िन
आम पार्ट: पाइप, प्रेशर वेसल, गैस और हाइड्रोजन टैंक, ड्राइव शाफ़्ट, खंभे, रॉकेट मोटर केस
पार्ट का आकार: कुछ सेंटीमीटर चौड़ी ट्यूबों से लेकर कई मीटर व्यास वाले टैंकों और पाइपों तक
सटीकता: भीतरी सतह मैंड्रल जितनी सटीक; फ़ाइबर का कोण और दीवार की मोटाई परत-दर-परत नियंत्रित
सतह की फ़िनिश: अंदर से चिकनी; बाहर से फ़ाइबर की पट्टियों के कारण उभरी, जब तक रेती, लपेटी या कोट न की जाए
किस बैच साइज़ के लिए उपयुक्त: इकलौते बड़े टैंकों से लेकर बहु-स्पिंडल मशीनों पर साल में दसियों हज़ार सिलिंडर तक
टूलिंग और मशीन की लागत: मैंड्रल सैकड़ों से सैकड़ों हज़ार डॉलर के; मशीनें दसियों हज़ार से लाखों डॉलर तक
गति: छोटी ट्यूब के लिए कुछ मिनट; बड़े टैंक के लिए घंटे, और ऊपर से क्योरिंग का समय

ताक़तें और सीमाएँ

खूबियाँ

फ़ाइबर लगातार बने रहते हैं और ठीक कोणों पर बिछते हैं: वज़न के हिसाब से बहुत ज़्यादा मज़बूती
भीतरी दबाव वाले पार्टों के लिए आदर्श, जैसे टैंक और पाइप
बहुत स्वचालित और दोहराने योग्य
सामग्री की बर्बादी कम

सीमाएँ

सिर्फ़ वे आकार जो घूम सकें: ट्यूब, सिलिंडर, गुंबद और लगभग गोल बनावटें
अवतल आकार कठिन हैं, क्योंकि फ़ाइबर गड्ढों के ऊपर तन जाता है
बाहरी सतह खुरदरी रहती है जब तक फ़िनिश न की जाए
मैंड्रल को निकालना पड़ता है, जब तक वह लाइनर बनकर न रहे

कहाँ इस्तेमाल होती है

ऊर्जा और गैसवाहनों के लिए हाइड्रोजन और प्राकृतिक गैस के टैंक, LPG सिलिंडर
रसायन और जलज़ंग-रोधी पाइप और भंडारण टैंक
एयरोस्पेस और रक्षारॉकेट मोटर केस, लॉन्च ट्यूब, प्रेशर बोतलें
ऑटोमोटिव और उद्योगकार्बन ड्राइव शाफ़्ट, रोलर, हाइड्रॉलिक सिलिंडर
खेल और मनोरंजनगोल्फ़ क्लब के शाफ़्ट, साइकिल के पार्ट, स्कूबा और पेंटबॉल के हवा के टैंक

इसे कैसे पहचानें

बाहर फ़ाइबर की पट्टियों का आर-पार हीरे जैसा पैटर्न, जो कभी-कभी साफ़ रेज़िन के नीचे दिखता है।
गोल या कैप्सूल जैसे आकार, गुंबद वाले सिरों और एक या दोनों ध्रुवों पर छोटे खुले मुँह के साथ।
चिकनी, सटीक भीतरी सतह और थोड़ी उभरी बाहरी सतह।