Introducción al Bobinado de Filamentos 160

Esta clase cubre los materiales utilizados para el bobinado de filamentos, las partes de la máquina de bobinado de filamentos y el proceso de bobinado.

Class Details

Class Name:
Introducción al Bobinado de Filamentos 160
Difficulty:
Beginner
Number of Lessons:
17
Additional Language:
English

Class Outline

  • Objetivos
  • ¿Qué es el Bobinado de Filamento?
  • Ventajas del Bobinado de Filamento
  • Desventajas del Bobinado de Filamento
  • Viscosidad de la Resina
  • Reactividad de la Resina y Vida en el Contenedor
  • Fibras
  • Componentes de una Máquina de Bobinado de Filamento
  • Mandril
  • Ejes de Movimiento
  • Patrones de Bobinado
  • Bobinado Húmedo
  • Bobinado en Seco
  • Curado
  • Extracción del Mandril
  • Tecnología Avanzada para la Colocación de Fibra
  • Resumen

Objectives

  • Definir el bobinado de filamento.
  • Describir las ventajas del bobinado de filamento.
  • Describir las desventajas del bobinado de filamento.
  • Describir el rol de la viscosidad de la resina en operaciones de bobinado de filamento.
  • Describir el impacto de la reactividad de la resina y la vida en el contenedor en las operaciones de bobinado de filamento.
  • Describir las fibras de refuerzo utilizadas en el bobinado de filamento.
  • Enumerar las partes de una máquina de bobinado de filamento.
  • Describir el mandril usado en el bobinado de filamento.
  • Describir los ejes de movimiento utilizados por la máquina de bobinado de filamento.
  • Distinguir entre bobinados de aro y bobinados helicoidales.
  • Describir el bobinado húmedo.
  • Describir el bobinado en seco.
  • Describir el proceso de curado para las partes bobinadas de filamentos
  • Enumerar los tipos comunes de mandriles extraíbles.
  • Describir los nuevos desarrollos en la tecnología de colocación de fibras.

Job Roles

Certifications

Glossary

Vocabulary Term Definition
Accesorios en T Partes en forma de T usadas para conectar cables múltiples o mangueras. El bobinado de filamento se puede utilizar para bobinar accesorios en T.
Alcohol Poli vinílico Polímero soluble en agua. El alcohol poli vinílico puede combinarse con arena para formar un mandril para disolver.
Arrastre Combinación sin trenzar de fibras continuas. Durante el bobinado de filamento, las fibras en el arrastre se disponen en una banda plana para cubrir un área más amplia.
Arrastre Preimpregnado Combinación de fibras recubiertas con resina parcialmente curada. El bobinado en seco utiliza el arrastre preimpregando en lugar de sumergir fibras en resina líquida.
Baño Abierto Contenedor de resina líquida usada para humedecer fibras largas húmedas en el proceso de bobinado de filamento. También conocido como un baño de inmersión.
Baño de Inmersión Contenedor abierto lleno con resina líquida para humedecer fibras. También conocido como un baño abierto.
Baño de Resina Contenedor abierto lleno con resina líquida para humedecer fibras. El bobinado de filamento típicamente utiliza un contenedor abierto para el baño de resina.
Barras de Tensión Barras que sostienen el carretel de fibra en la fileta y aplican tensión cuando se enrolla la fibra. Un sensor en la barra de tensión envía señales a un controlador que mantiene la cantidad apropiada de tensión en la fibra.
Bobinado de Anillo Patrón de bobinado que tiende las fibras adyacentes entre sí cerca de un ángulo de 90º. El bobinado de aro es el patrón de bobinado más simple.
Bobinado de Filamento Método de procesamiento compuesto automatizado durante el cual trenzas de fibra larga se sumergen en resina y luego se enrollan alrededor de un dispositivo giratorio. El bobinado de filamento se utiliza principalmente para crear partes redondas.
Bobinado en Seco Proceso de bobinado de filamento que utiliza fibras secas pre-impregnadas. En el bobinado en seco, las fibras no se sumergen en resina líquida porque ya están cubiertas con resina parcialmente curada.
Bobinado Helicoidal Patrón de bobinado que tiende fibras en Forma en espiral forma en espiral sobre un mandril. El bobinado helicoidal se puede enrollar sobre bobinados de aro para proporcionar una mayor fuerza a la parte compuesta.
Bobinado Húmedo Proceso de bobinado de filamento que incluye la inmersión de fibras continuas en un baño de resina. La mayoría del bobinado de filamento se realiza con bobinado húmedo.
Bobinado Polar Tipo de bobinado helicoidal usado para partes con un extremo abierto y un extremo cerrado. En una bobinadora polar, solo un extremo, o polo, del material se conecta al huso.
Bobinado Preimpregnado Proceso de bobinado de filamento que utiliza fibras secas pre-impregnadas. En el bobinado en seco, las fibras no se sumergen en resina líquida porque ya están cubiertas con resina parcialmente curada.
Carro Parte de la máquina que mueve la compensación hacia adelante y atrás a lo largo del mandril de una máquina de bobinado de filamento.
Catalizador Sustancia que facilita las reacciones químicas en otra sustancia. Los catalizadores se agregan a resinas compuestas para aumentar su reactividad.
Centipoise Unidad de medida de la viscosidad. El agua tiene un centipoise de uno. En el bobinado de filamentos, la viscosidad de la resina debe ser inferior a 350 centipoise.
Cilindro Forma hueca tridimensional que tiene una base circular y parte superior conectadas por paredes paralelas. El bobinado de filamento puede realizarse en mandriles cilíndricos.
Colocación de la Fibra Tecnología avanzada para colocar fibras en estructuras con formas irregulares o cóncavas. Debido a su alto costo, la colocación de fibras se utiliza principalmente por la industria aeroespacial, pero se espera que su uso se expanda en el futuro.
Compensación Dispositivo de alineación que guía las fibras cuando se enrollan en el mandril. La compensación se puede diseñar para girar o rotar para crear patrones de bobinado más complejos.
Compuesto Material hecho al peinar una resina de unión con pequeños filamentos de material sólido. Los compuestos tienen la fuerza del metal, el peso ligero del plástico y la rigidez de la cerámica.
Cóncava Hueco o curvo hacia adentro. Las máquinas de bobinado de filamentos no pueden bobinar partes con formas cóncavas.
Cono Forma tridimensional que cilindra desde una base circular hacia un extremo en punta. El bobinado de filamento puede realizarse en mandriles en forma de cono.
Controlador Dispositivo que procesa información y mantiene las operaciones de la máquina. El controlador coordina los diferentes componentes de la máquina de bobinado de filamento para crear el patrón deseado de fibra y densidad para la parte compuesta.
Curvatura Inversa Curva hacia dentro. Las máquinas de bobinado de filamento no se pueden utilizar para hacer partes con curvatura inversa pero las máquinas de colocación de fibra sí.
Eje Varilla o poste largo. El bobinado de filamento se puede utilizar para bobinar ejes.
Eje Línea recta imaginaria o círculo usado para describir la ubicación o movimiento de un objeto en el espacio tridimensional. La mayoría de las máquinas de bobinado, solo utilizan tres o cuatro ejes de movimiento.
Eje X Eje lineal que representa el movimiento de lado a lado en un dispositivo, con respecto al origen.
Eje Y Eje lineal que representa el movimiento hacia delante y atrás en un dispositivo, con respecto al origen.
Eje Z Eje lineal que representa el movimiento hacia arriba y abajo en un dispositivo, con respecto al origen.
Epoxi El polímero más común usado para resinas termoestables avanzadas. Los epoxi son muy duros y resistentes al calor.
Esfera Un objeto tridimensional perfectamente redondo. El bobinado de filamento puede realizarse en mandriles esféricos.
Expansión Térmica Expansión o aumento en el volumen de un material en respuesta al calor. La expansión térmica en mandriles debe mantenerse al mínimo o la parte compuesta puede dañarse.
Extractor de Mandril Dispositivo mecánico usado para extraer el mandril de una parte compuesta
Fibras Aramidas Materiales compuestos avanzados fabricado con nylon. Las fibras de aramida son fuertes y flexibles.
Fibras Continuas Fibras que cubren toda la dimensión de una parte sin interrupción. Las fibras continuas son el tipo menos costoso de refuerzo.
Fibras de Carbono Materiales compuestos de alto rendimiento. Las fibras de carbono son muy fuertes y tienen alta resistencia para el impacto.
Fileta Bastidor que mantiene los carreteles de fibra utilizados en el proceso de bobinado de filamento.
Fuerza La medida de la capacidad de un material de transportar una carga. Un mandril debe tener la fuerza de resistir el bobinado de cientos de partes.
Fuerza de Compresión Capacidad de aguantar fuerzas que presionan o empujan una parte. Las fibras de amida tienen una fuerza de compresión relativamente baja.
Gases Volátiles Gases que se han formado con líquido vaporizado. Algunas resinas compuestas son tóxicas y pueden formar gases volátiles que son perjudiciales si se inhalan.
Hélice Forma en espiral. Las fibras en bobinados helicoidales forman una hélice alrededor del mandril.
Horno de Convección con Aire Forzado Dispositivo usado para curar partes compuestas. El horno de convección de aire forzado utiliza un elemento de calefacción y un ventilador que sopla aire pre-calentado.
Humedecimiento Cubrir con resina líquida. El humedecimiento está afectado por la viscosidad de una resina.
Huso El eje en el que gira el mandril. Algunas máquinas de bobinado de filamento tienen husos múltiples.
Lineal Término que describe el movimiento en una línea recto a lo largo de un eje simple.
Mandril Molde en el que se enrollan fibras largas para formar una parte compuesta. La mayoría de las partes fabricadas en un mandril tienen formas redondas.
Mandril Colapsable Tipo de mandril que se aplana para una extracción sencilla. Los mandriles colapsables se pueden utilizar más de una vez.
Mandril con Memoria de Forma Mandril fabricado con un polímero especial que se expande y sostiene su forma para bobinar partes. Después de que la parte se ha curado, el mandril se comprime para una fácil extracción.
Mandril para Disolver Mandril compuesto o unido con una sustancia soluble al agua. Los mandriles para disolver pueden fabricarse con arena y alcohol poli vinílico.
Mandril para Fundir Mandril fabricado con un polímero o aleación de metal que se puede fundir a forma líquida para extraer de la parte compuesta. Los mandriles para fundir se pueden refundir y reusar.
Máquina de Bobinado de Filamento Dispositivo que enrolla fibras alrededor de formas a altas velocidades. Las máquinas de bobinado de filamento varían en tamaño y pueden tener más de un huso.
Molde Abierto Molde que no tiene una segunda pieza rígida para cubrir la parte y aplicar presión. En el bobinado de filamento, el mandril es esencialmente un molde abierto.
Moldeado por Rocío Proceso de moldeo manual durante el cual un operador utiliza una máquina de aerosol para aplicar simultáneamente resina y trenzas de fibra de vidrio molido en un molde abierto. El bobinado de filamento es mucho más rápido que el moldeado por rocío.
Moldeado por Tendido Proceso de moldeado manual durante el cual se colocan refuerzos en la forma de una tela o paño se coloca en el molde y se satura con resina. El bobinado de filamento es mucho más rápido que el moldeado por tendido.
Ojo Orificio o bucle que proporciona tensión y guía las fibras en una máquina de bobinado de filamento.
Peine Dispositivo en una máquina de bobinado de filamento que separa las fibras en una banda plana que se puede bobinar fácilmente.
Perfil de Calentamiento Rango y duración de temperaturas a las cuales una parte compuesta debe someterse durante el proceso de curado.
Poliéster Polímero termoestable usado con mayor frecuencia en la industria compuesta. El polímero es económico en comparación con otros polímeros y tiene buenas propiedades generales.
Post Procesamiento Procedimiento o serie de procedimientos para transformar partes compuestas en su tamaño final, forma y estructura. El corte, perforación, ensamblaje, amortiguación y recubrimiento son operaciones de procesamiento posterior.
Poste Uno o dos extremos de un objeto. En el bobinado de filamento, la compensación se mueve de un polo del mandril al otro.
Punto de Fusión Temperatura en que la resina se vuelve líquida. Los mandriles para fundir se fabrican con un polímero con un polímero con bajo punto de fusión o una aleación de metal.
Reacción Química Cambio debido al agregado de un catalizador. Las moléculas que sufren una reacción química pueden formar nuevas uniones, aumentar su densidad, liberar energía o descomponerse.
Reactividad Medida de la capacidad química de sufrir un cambio, como la formación de uniones, combinándose con otro químico, produciendo energía o descomposición. El uso de una resina altamente reactiva permite que las partes compuestas se curen rápidamente,
Resina Sustancia fabricada con polímeros sintéticos o naturales y utilizados para matrices compuestas. En esencia, una resina es un polímero que no ha sido procesado en su forma final.
Resinas Termoestables Resinas que no se pueden volver a fundir o reformar una vez que han endurecido. El bobinado de filamento utiliza principalmente resinas termoestables.
Resistencia Medida de la capacidad del compuesto de absorber fuerzas mecánicas antes de romperse. Los mandriles utilizados para el bobinado de filamento deben tener la dureza para resistir el bobinado de cientos de partes.
Revoluciones Con movimientos alrededor de un eje único.
Sistema de Control de Bucle Cerrado Tipo de sistema de control que cambia automáticamente el resultado de acuerdo con la diferencia entre la señal de retroalimentación y la señal de entrada. En el bobinado de filamento, el sistema de control de bucle cerrado mantiene la cantidad apropiada de tensión en las fibras.
Temperatura de Curado Temperatura en que se produce el enlace cruzado en una resina. La temperatura de curado usualmente se sostiene por unas horas y luego la temperatura se reduce gradualmente para permitir que la parte se enfríe.
Vacío Espacio vacío o poro en una parte compuesta que reduce su densidad. Las partes con bobinado de filamento forman un pequeño porcentaje de vacíos durante el procesamiento.
Velocidades Diferenciales Velocidades diferentes. Las medidas diferenciales de cuánto más rápido o más despacio la velocidad rotativa del mandril se compara con la velocidad lineal del carro.
Vida en el envase Cantidad de tiempo que la resina catalizada se mantiene líquida y se puede utilizar para el humedecimiento de la fibra. La vida en el contenedor de la resina, determina cuánto tiempo tiene para completar el trabajo de bobinado de filamento.
Vidrio E Vidrio de grado eléctrico. Las fibras de vidrio E tienen buenas propiedades generales y se utilizan principalmente para productos comerciales de bajo costo.
Vidrio S Vidrio de alta resistencia. Las fibras de vidrio S, se utilizan para aplicaciones de alto rendimiento que requieren más fuerza que el vidrio E puede proporcionar.
Viniléster Polímero termoestable que comparte calidades comunes con el poliéster y el epoxi. El viniléster es más duro y más costoso que el poliéster, pero no tan duro o costoso como el epoxi.
Viscosidad Medida del espesor, capacidad de adhesión y resistencia al flujo. Las resinas con baja viscosidad fluyen mejor que las resinas con alta viscosidad.