Lograr una alta resistencia circular para perfiles compuestos mediante bobinado por tracción

La orientación de las fibras en un perfil compuesto tiene un impacto significativo en sus propiedades mecánicas. Una alineación típica es unidireccional, donde los refuerzos están alineados en la dirección longitudinal del perfil y proporcionan una buena resistencia axial. Los refuerzos cruzados mejoran la rigidez y la resistencia transversales. También se utilizan telas y normalmente proporcionan alineaciones de +/- 45 o +/- 90 grados. Para facilitar esto, comúnmente se utilizan técnicas de fabricación populares como el bobinado de filamentos y materiales preimpregnados (preimpregnados).

Preimpregnado y bobinado de filamentos.

El preimpregnado logra resistencia circular impregnando fibras (típicamente telas) con resina epoxi y haciendo rodar el material resultante alrededor de un mandril de acero para curarlo. Esto es como el bobinado de filamentos, donde las fibras se enrollan alrededor de un mandril de acero en dirección transversal, alineando las fibras en un patrón o ángulos deseados.

Ambos procesos permiten a los fabricantes controlar con precisión la relación fibra-resina y el espesor de la capa, pero a menudo requieren procesos de curado más largos y que consumen mucha energía y que implican pasos de calentamiento o enfriamiento. Esto, combinado con la gran cantidad de pasos manuales involucrados en el proceso de bobinado del filamento, hace que la técnica sea más adecuada para fabricar tubos gruesos con grandes diámetros.

Además de las consideraciones técnicas, el coste también es un factor. Debido a que tanto el bobinado de filamentos como el laminado de preimpregnados implican procesos manuales en movimiento que las técnicas de fabricación continua, como la pultrusión y el bobinado por tracción, a menudo tienen altos costos de mano de obra y recursos y pueden tardar más en producir los perfiles compuestos equivalentes.

Esto está llevando a muchas industrias a recurrir a otros procesos más rentables para fabricar perfiles compuestos con alta resistencia circular, lo cual es importante, por ejemplo, en aplicaciones de postes telescópicos donde se deben bloquear los tubos apretando la superficie con cerraduras, creando una tensión circular en el tubo.

Consideración del bobinado por tracción para lograr una alta resistencia del aro

Al igual que la pultrusión, el bobinado por tracción implica pasar las fibras a través de un baño de resina y un troquel calentado para curarlas y obtener el perfil deseado. Sin embargo, la principal diferencia es que algunas de las fibras se enrollan helicoidalmente alrededor de un mandril en dirección transversal antes de pasar a través de la matriz calentada. Si bien no es diferente del bobinado de filamentos, el bobinado por tracción permite un mayor control sobre la colocación y la tensión de las fibras, lo que da como resultado una resistencia del aro más uniforme y predecible.

El bobinado por tracción es particularmente útil para fabricar compuestos de paredes delgadas con alta resistencia circular porque permite un control preciso de la capa de fibra transversal delgada. Esto se logra combinando la alineación unidireccional de las fibras con el devanado helicoidal, lo que da como resultado la capacidad de controlar las fibras desde 0 hasta casi 90 grados. Además, el bobinado por tracción es altamente automatizado y repetible, lo que garantiza una producción de alto volumen y rentable en un único proceso de fabricación en línea.

Exel Composites se especializa en técnicas de fabricación continua como el bobinado por tracción y combina esta experiencia con un enfoque colaborativo y con visión de futuro. Por ejemplo, Exel discutirá opciones y posibilidades con un cliente durante todo el proceso de desarrollo, asegurando que el diseño y desarrollo del producto esté optimizado para los requisitos específicos de cada cliente. Esto le permite a la empresa trabajar con usted para desarrollar el tubo compuesto de alta resistencia aro óptimo para su aplicación, brindándole una solución liviana y rentable, sin sacrificar el rendimiento mecánico.