новини

Невідомий герой композитів: глибоке занурення в те, як виготовляється скловолоконній ровінг

У світі передових композитів такі матеріали, як вуглецеве волокно, часто викрадають усю увагу. Але майже за кожним міцним, довговічним і легким виробом зі скловолокна — від корпусів човнів і лопатей вітрових турбін до автомобільних деталей і басейнів — стоїть фундаментальний армуючий матеріал:склопластиковий ровінгЦя універсальна, безперервна нитка скляних ниток є робочою конячкою композитної промисловості. Але як виготовляється цей важливий матеріал?

У цій статті детально розглядається складний промисловий процес створення скловолоконного ровінгу, від сирого піску до готової котушки, готової до відвантаження.

Що таке скловолоконні ровінги?

Перш ніж заглиблюватися в питання «як», важливо зрозуміти «що».Скловолокнистий ровінгявляє собою сукупність паралельних, безперервних скляних ниток, зібраних разом в одну, нескручену нитку. Зазвичай її намотують на велику котушку або формувальний пакет. Така структура робить її ідеальною для процесів, де висока міцність і швидке змочування (насичення смолою) є критично важливими, наприклад:

–Пультрузія:Створення профілів постійного поперечного перерізу, таких як балки та стрижні.

–Намотування нитки:Будівництво посудин під тиском, труб та корпусів ракетних двигунів.

–Виробництво рубаних пасмових килимків (CSM):Де ровінг нарізають та хаотично розподіляють у килимок.

–Застосування методом розпилення:Використання подрібнювального пістолета для одночасного нанесення смоли та скла.

Ключ до його ефективності полягає в безперервній природі та бездоганній якості окремих скляних ниток.

Виробничий процес: шлях від піску до котушки

Виробництвосклопластиковий ровінг– це безперервний, високотемпературний та високоавтоматизований процес. Його можна розбити на шість ключових етапів.

Етап 1: Дозування – точний рецепт

Це може бути дивно, але скловолокно починається з того ж буденного матеріалу, що й пляж: кварцового піску. Однак сировина ретельно відбирається та змішується. Ця суміш, відома як «партія», складається переважно з:

–Кварцевий пісок (SiO₂):Первинний склоутворювач, що забезпечує структурну основу.

–Вапняк (карбонат кальцію):Допомагає стабілізувати скло.

–Кальцинована сода (карбонат натрію):Знижує температуру плавлення піску, заощаджуючи енергію.

–Інші добавки:Невелика кількість мінералів, таких як бура, глина або магнезит, додається для надання специфічних властивостей, таких як підвищена хімічна стійкість (як у склі E-CR) або електроізоляція (скло E-CR).

Ці сировинні матеріали точно зважуються та змішуються до однорідної суміші, готової до випалу в печі.

Етап 2: Плавлення – Вогняне Перетворення

Партію подають у масивну піч, що працює на природному газі та працює за приголомшливих температур приблизновід 1400°C до 1600°C (від 2550°F до 2900°F)У цьому пеклі тверда сировина зазнає різкого перетворення, плавлячись на однорідну, в'язку рідину, відому як розплавлене скло. Піч працює безперервно, з одного кінця додається нова партія, а з іншого витягується розплавлене скло.

Етап 3: Фіброзація – народження ниток

Це найважливіша та найцікавіша частина процесу. Розплавлене скло перетікає з передньої частини печі у спеціалізоване обладнання, яке називається...втулкаВтулка — це пластина зі сплаву платини та родію, стійка до екстремальних температур та корозії, що містить сотні або навіть тисячі дрібних отворів або наконечників.

Коли розплавлене скло протікає через ці наконечники, воно утворює крихітні, стабільні струмки. Ці струмки потім швидко охолоджуються та механічно витягуються вниз за допомогою високошвидкісної намотувачі, розташованої далеко внизу. Цей процес витягування розслаблює скло, витягуючи його в неймовірно тонкі нитки діаметром від 9 до 24 мікрометрів — тонші за людську волосину.

Етап 4: Нанесення апрету – вирішальне покриття

Відразу після формування ниток, але до того, як вони торкнуться одне одного, їх покривають хімічним розчином, відомим яквизначення розміруабосполучний агентЦей крок, можливо, такий же важливий, як і саме розпушування. Шліфування виконує кілька життєво важливих функцій:

–Змащення:Захищає тендітні нитки від стирання одна об одну та об обробне обладнання.

–Зчеплення:Створює хімічний місток між поверхнею неорганічного скла та органічною полімерною смолою, значно покращуючи адгезію та міцність композиту.

–Статичне зменшення:Запобігає накопиченню статичної електрики.

–Згуртованість:Зв'язує нитки разом, утворюючи цілісну нитку.

Конкретний склад аппрету є суворим секретом виробників і підбирається з урахуванням сумісності з різними смолами (поліефірними, епоксидними,вініловий естер).

Етап 5: Збір та формування пасма

Сотні окремих ниток різного розміру тепер сходяться. Вони збираються разом на серії роликів, відомих як збиральні башмаки, утворюючи єдине безперервне пасмо — зароджуваний ровінг. Кількість зібраних ниток визначає кінцевий «текс» або вагу на довжину ровінгу.

Етап 6: Намотування – Остаточна упаковка

Безперервна нитка ровінгунарешті намотується на обертовий цанговий патрон, створюючи великий циліндричний пакет, який називається «знімним» або «формувальним пакетом». Швидкість намотування неймовірно висока, часто перевищуючи 3000 метрів за хвилину. Сучасні намотувальні машини використовують складні засоби керування, щоб забезпечити рівномірне намотування пакету з правильним натягом, запобігаючи заплутуванню та розривам у наступних процесах.

Після намотування повної упаковки її знімають, перевіряють на якість, маркують та готують до відправлення виробникам та постачальникам композитів по всьому світу.

Контроль якості: Невидимий хребет

Протягом усього цього процесу суворий контроль якості є надзвичайно важливим. Автоматизовані системи та лаборанти постійно контролюють такі змінні, як:

–Послідовність діаметра нитки

–Текс (лінійна щільність)

–Цілісність пасма та відсутність розривів

–Однорідність нанесення розміру

–Якість збірки упаковки

Це гарантує, що кожна котушка ровінгу відповідає суворим стандартам, необхідним для високоефективних композитних матеріалів.

Висновок: Інженерне диво у повсякденному житті

Створеннясклопластиковий ровінг– це шедевр промислової інженерії, що перетворює прості, поширені матеріали на високотехнологічне армування, яке формує наш сучасний світ. Наступного разу, коли ви побачите вітрову турбіну, що граціозно обертається, елегантний спортивний автомобіль або міцну склопластикову трубу, ви оціните складний шлях інновацій та точності, який розпочався з піску та вогню, що призвело до появи невідомого героя композитів: склопластикового ровінгу.

Зв'яжіться з нами:

Chongqing Dujiang Composites Co., Ltd.

ВЕБ-САЙТ: www.frp-cqdj.com

ТЕЛ.：+86-023-67853804

WHATSAPP: +8615823184699

EMAIL:marketing@frp-cqdj.com