I. Przygotowanie surowców rdzeniowych
Materiał wzmacniający: Ciągłe wiązki włókien szklanych- niezawierających alkaliów, które zapewniają wysoką wytrzymałość osiową. Należy ściśle kontrolować gęstość liniową i jednorodność napięcia.
Materiał matrycy: Żywica epoksydowa (lub żywica winyloestrowa) zmieszana z utwardzaczem, przyspieszaczem i wewnętrznym środkiem antyadhezyjnym. Proporcje muszą być precyzyjnie dobrane, aby zapewnić szybkość utwardzania i właściwości mechaniczne.
Materiały pomocnicze: Silanowy środek sprzęgający (w celu wzmocnienia wiązania-żywicy na styku włókien), klej (do późniejszego połączenia z osłoną i łącznikami) oraz kauczuk silikonowy (do osłony).
II. Formowanie pultruzyjne (produkcja korpusu pręta rdzeniowego)
Impregnacja włókien: Ciągłe wiązki włókien szklanych są spłaszczane na palecie i całkowicie zanurzane w kleju na bazie żywicy epoksydowej w zbiorniku z żywicą, przy kontrolowanej jednolitej zawartości żywicy.
Wstępne formowanie i układanie przędzy: Impregnowane wiązki włókien przechodzą przez matrycę do wstępnego formowania, aby wyeliminować pęcherzyki powietrza i ułożyć kierunek włókien, zapewniając równoległe ułożenie osiowe.
Ogrzewanie, utwardzanie i pultruzja: Wiązki włókien wchodzą do formy grzewczej (120–160 stopni). Napędzana przez maszynę do ciągłego rozciągania żywica ulega szybkiemu-sieciowaniu i utwardzaniu, tworząc gęsty pręt z włókna szklanego epoksydowego. Forma kalibruje średnicę, aby zapewnić tolerancję średnicy zewnętrznej pręta rdzeniowego (zwykle ± 0,1 mm).
Cięcie i wstępna kontrola: Pręt jest cięty na zaprojektowaną długość, po czym przeprowadzana jest kontrola wyglądu, średnicy, prostoliniowości i podstawowych właściwości mechanicznych (np. wytrzymałości na zginanie, wytrzymałości na rozciąganie).
III. Obróbka powierzchni pręta rdzenia (zapewniająca połączenie międzyfazowe)
Szlifowanie/piaskowanie: Szlifowanie mechaniczne lub piaskowanie służy do usuwania pozostałości żywicy i zadziorów z powierzchni, zwiększając chropowatość powierzchni (Ra kontrolowana przy 1,6–3,2 μm).
Czyszczenie i suszenie: Powierzchnię czyści się alkoholem lub wodą dejonizowaną w celu usunięcia plam olejowych i kurzu, a następnie suszy w temperaturze 80–100 stopni przez 30–60 minut, aby całkowicie wyeliminować wilgoć.
Powłoka środka sprzęgającego: Silanowy środek sprzęgający (np. KH-550) nakłada się równomiernie, a następnie suszy na powietrzu w temperaturze pokojowej lub wypala w niskiej temperaturze w celu utworzenia chemicznej warstwy przejściowej, zwiększającej siłę wiązania pomiędzy prętem rdzeniowym a gumą silikonową.
IV. Mieszanie powłoki (izolacja i ochrona)
| Proces | Przepływ | Scenariusz zastosowania |
|---|---|---|
| Wulkanizacja wtryskowa | Pręt rdzeniowy umieszcza się w formie i wtryskuje-kauczuk silikonowy wulkanizowany w wysokiej temperaturze (HTV), po czym następuje wulkanizacja w temperaturze 160–180 stopni przez 10–20 minut w celu integralnego uformowania osłony i szopek | Produkcja masowa, złożone konstrukcje (np. duża średnica klosza, konstrukcja z wieloma-szopami) |
| Wulkanizacja metodą wytłaczania | Mieszana guma silikonowa jest powlekana na pręcie rdzenia za pomocą wytłaczarki, a następnie w sposób ciągły wchodzi do rury wulkanizacyjnej (180–200 stopni) w celu wulkanizacji, a osłony są następnie przetwarzane | Długi-rodzaj, prosty kształt szopy, odpowiedni do ciągłej produkcji-na duże odległości |
V. Po-leczeniu i kontrola jakości
Zakończ leczenie: Osłonę na obu końcach zdejmuje się, aby odsłonić rdzeń rdzeniowy do zaprasowania z łącznikami, co gwarantuje, że powierzchnia zagniatania będzie czysta i wolna od plam oleju.
Połączenie montażowe: Złączki ze stali ocynkowanej lub stopu aluminium są trwale połączone z obydwoma końcami pręta rdzenia za pomocą zaciskania hydraulicznego, po czym testowana jest siła zagniatania i szczelność styku.
Kontrola końcowa:
Wydajność mechaniczna: Przeprowadza się próby rozciągania, zginania i skręcania, aby upewnić się, że wydajność spełnia lub przekracza obciążenie projektowe (np. większe lub równe 600 MPa).
Wydajność elektryczna: Testy napięcia wytrzymywanego o częstotliwości sieciowej, wyładowań niezupełnych i strat dielektrycznych są przeprowadzane w celu wyeliminowania defektów wewnętrznych.
Kontrola interfejsu: Przeprowadza się ultradźwiękowe wykrywanie wad lub-kontrolę rentgenowską w celu potwierdzenia braku odspojeń lub rozwarstwień pomiędzy prętem rdzenia a osłoną, jak również pomiędzy prętem rdzenia a łącznikami.
Kluczowe punkty procesu
Parametry pultruzji: Gradient temperatury formy, prędkość trakcji (0,5–2 m/min) i lepkość żywicy muszą być dokładnie dopasowane, aby uniknąć porowatości i poślizgu włókien.
Kontrola wiązania: Jednorodność powłoki środka sprzęgającego, temperatura suszenia i czas suszenia bezpośrednio wpływają na niezawodność interfejsu, która jest podstawą zapobiegania awariom wewnętrznym.
Proces wulkanizacji: Stopień wulkanizacji kauczuku silikonowego powinien być większy lub równy 90%, aby uniknąć zmniejszonej odporności na starzenie i właściwości izolacyjnych spowodowanej-niedostateczną wulkanizacją.
Typowe problemy i rozwiązania
Odklejanie interfejsu: Zoptymalizuj chropowatość piaskowania, wybierz odpowiedni środek sprzęgający i ściśle kontroluj suszenie i usuwanie wilgoci.
Gięcie pręta rdzeniowego: Zapewnij równomierne napięcie włókien, symetryczną temperaturę formy i stabilną prędkość trakcji podczas pultruzji.
Wewnętrzne pęcherzyki powietrza: Zapewnić dokładne odgazowanie żywicy, wystarczający odpływ powietrza podczas wstępnego formowania i zmniejszyć prędkość pultruzji.