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1. Introducción al proceso de bobinado de tubos

A través de este tutorial, aprenderá cómo utilizar el proceso de bobinado de tubos para formar estructuras tubulares utilizando preimpregnados de fibra de carbono en una máquina bobinadora de tubos, produciendo así estructuras de alta resistencia.tubos de fibra de carbonoEste proceso es comúnmente utilizado por los fabricantes de materiales compuestos.

Si desea fabricar tubos con paredes paralelas o conicidad continua, el proceso de bobinado es la opción ideal. Solo necesita un mandril metálico del tamaño adecuado y un horno para crear tubos de fibra de carbono personalizados que se ajusten a sus necesidades específicas.

Para tubos de fibra de carbono de formas complejas, como manillares o estructuras tubulares más intrincadas, como horquillas de suspensión o cuadros de bicicleta, la tecnología de moldeo por división es el método preferido. A continuación, mostraremos cómo utilizar esta tecnología para producir estos complejos tubos de fibra de carbono.

2. Procesamiento y preparación de mandriles metálicos

• La importancia de los mandriles metálicos

Antes de comenzar el proceso de bobinado de tubos, el primer paso es preparar los mandriles metálicos. Estos deben coincidir con el diámetro interior de los tubos, y su superficie lisa y un pretratamiento adecuado son fundamentales. Además, deben someterse a un pretratamiento apropiado, como limpieza y aplicación de un agente desmoldante, para facilitar el posterior proceso de desmoldeo.

Durante el proceso de bobinado del tubo, el mandril metálico desempeña un papel crucial, ya que debe soportarlo.preimpregnado de fibra de carbonoPara garantizar un bobinado uniforme, es fundamental preparar con antelación un mandril metálico del tamaño adecuado. Dado que la fibra de carbono se enrollará alrededor de la superficie exterior del mandril, el diámetro exterior de este debe coincidir con el diámetro interior del tubo de fibra de carbono que se va a fabricar.

• Aplicación de agente de liberación

Los agentes desmoldantes reducen la fricción y garantizan un desmoldeo suave; deben aplicarse uniformemente sobre la superficie del mandril. Tras preparar el mandril metálico, el siguiente paso es aplicar el agente desmoldante. Entre los agentes desmoldantes más comunes se encuentran el aceite de silicona y la parafina, que reducen eficazmente la fricción entre la fibra de carbono y el mandril metálico.

En el mandril metálico preparado, debemos asegurarnos de que esté completamente limpio y con la superficie lo más lisa posible para facilitar el desmoldeo del producto. Posteriormente, se debe aplicar uniformemente el agente desmoldante sobre la superficie del mandril.

3. Preparación de preimpregnado de fibra de carbono

• Tipos y ventajas del preimpregnado

Solo los preimpregnados de fibra de carbono cumplen con los altos requisitos de precisión de bobinado y facilidad de manipulación. Si bien otros tipos de materiales de refuerzo, como los tejidos secos impregnados con epoxi, podrían utilizarse teóricamente en el proceso de bobinado, en la práctica, solo los preimpregnados de fibra de carbono cumplen con los altos requisitos de precisión y facilidad de manipulación en este proceso.

En este tutorial, utilizamos un método específico de capas de preimpregnado para mejorar el rendimiento de los tubos.

• Diseño de laminado de preimpregnado

Se coloca una capa de preimpregnado tejido en la cara interna del tubo, seguida de varias capas de preimpregnado unidireccional, y finalmente otra capa de preimpregnado tejido en la cara externa. Este diseño de laminado aprovecha al máximo las ventajas de orientación de la fibra del preimpregnado tejido en los ejes de 0° y 90°, lo que mejora significativamente el rendimiento del tubo. La mayor parte del preimpregnado unidireccional dispuesto en el eje de 0° confiere una excelente rigidez longitudinal a la tubería.

4. Flujo del proceso de bobinado de tuberías

• Preparación previa al bobinado

Tras completar el diseño de la disposición del preimpregnado, el proceso continúa con el bobinado de la tubería. El procesamiento del preimpregnado implica retirar la película de PE y el papel protector, y reservar las áreas de solape adecuadas. Este paso es fundamental para garantizar el correcto desarrollo de los procesos de bobinado posteriores.

• Detalles del proceso de bobinado

Durante el proceso de bobinado, es fundamental asegurar un bobinado uniforme de los preimpregnados, con el eje central metálico colocado de forma estable y aplicando la fuerza de manera homogénea. El eje central metálico debe colocarse de forma estable en el borde de la primera capa de preimpregnados, garantizando así una aplicación de fuerza uniforme.

Durante el bobinado, se pueden enrollar preimpregnados adicionales en los extremos para facilitar la extracción del producto durante el desmoldeo.

• Envoltura con película BOPP

Además del preimpregnado, la película BOPP también se puede usar para envolver. La película BOPP aumenta la presión de consolidación, protege y sella el preimpregnado. Al aplicar la película BOPP para envolver, es fundamental asegurar una superposición suficiente entre las cintas.

5. Proceso de curado en horno

• Temperatura y tiempo de curado

Tras envolver firmemente el material preimpregnado reforzado con fibra de carbono, se introduce en el horno para su curado. El control de la temperatura es fundamental durante el curado, ya que los distintos preimpregnados requieren diferentes condiciones de curado. Este paso es crucial para garantizar la estabilidad del material y optimizar su rendimiento.

A través del ambiente de alta temperatura del horno, elfibra de carbonoy la matriz de resina reaccionan completamente, formando un material compuesto robusto.

6. Extracción y procesamiento

Tras retirar la película protectora de BOPP, se puede extraer el producto curado. Si es necesario, se puede mejorar su apariencia mediante lijado y pintura. Para una mayor mejora estética, se pueden realizar procesos de acabado adicionales como lijado y pintura.