Što je namotavanje filamenta?

Namotavanje filamenta je tehnika koja se koristi za izradu kompozitnih materijala, koji su materijali izrađeni od dvije ili više fizički i kemijski različitih tvari. Filamenti su namotani oko kalupa koji se naziva muški kalup ili trn. Najčešći filamenti koji se koriste u ovom procesu su staklena, ugljična i aramidna vlakna. Ova tehnika je posebno važna za proizvode u zrakoplovnom i industrijskom sektoru.

Kao vrlo automatiziran postupak, proces namatanja filamenta je obično precizan i točan u svojim mjerenjima. Vlaknasti materijal natopljen je u kupelji od smole i prekriven reaktantima niske do srednje molekularne mase. Vlakno se zatim skuplja iz cilindričnih kalema i namata oko trna. Kako se materijal namota, na njega se na jednoličan način izlije ili epoksidna smola, epoksidna ili poliesterska smola.

Izuzetno je važno da se trn čvrsto drži u stroju za namatanje niti. To pomaže da se trn preciznije namota, a filamenti budu postavljeni u ispravnom uzorku, prema konačnoj primjeni. Za kontrolu ovog preciznog procesa općenito se koriste specijalizirani računalni programi.

Nakon što se svi filamenti zavrte oko trna, kompozit prekriven smolom očvršćava se zagrijavanjem u kompjuteriziranoj pećnici. Toplina stvrdnjava vlakno i olakšava uklanjanje nove komponente iz oblika trna. Komponenta se pažljivo ekstrahira pomoću stroja koji održava strukturu i trna i komponente. Nakon ekstrakcije, nova struktura kompozitnih vlakana spremna je za obradu i korištenje.

Raspored filamenata ključan je za konstituiranje konačnog proizvoda. Uzorak pod visokim kutom polaganja vlakana potiče veću čvrstoću materijala na drobljenje. Čvrstoća na drobljenje odnosi se na količinu tlačne sile koja je potrebna za lomljenje ili puknuće materijala. Raspored vlakana u uzorku pod niskim kutom poboljšava vlačnu čvrstoću materijala. Vlačna čvrstoća je količina naprezanja koju materijal može podnijeti kada se povuče ili rastegne prije kidanja ili loma.

Visok omjer čvrstoće i težine u strukturi komponenti rezultat je strogosti procesa namatanja niti. Ova konačna struktura može izdržati veliki pritisak i naprezanje, bilo da je u obliku spirale, kugle ili cilindra. Zbog toga su kompozitne strukture izrađene ovim procesom vrlo cijenjene u industriji. Takve komponente se koriste kao tlačne posude, tijela zrakoplova, električni stupovi, cijevi i još mnogo toga.