Fibre filate a roving diretto: scelta tra 2400, 4800 o 9600 per pultrusione e avvolgimento di filamenti

Una linea di pultrusione che non funziona mai in modo perfettamente pulito di solito ha un problema di composizione della fibra, non di resina. Il profilo risulta con zone asciutte agli angoli non appena si aumenta la velocità. Oppure il contenuto di fibra di vetro è leggermente inferiore a quello richiesto dal disegno e nessuna temperatura della filiera riesce a colmare il divario. O ancora, ogni posizione sul portafiltro è occupata e la sezione risulta comunque carente di fibra. Nessuno di questi problemi si manifesta come un errore nella scheda tecnica, perché non c'è nulla di sbagliato nella scheda tecnica. Si manifestano perché la composizione della fibra è stata scelta da un catalogo anziché dalla linea di produzione.

Questa guida illustra la scelta tra 2400, 4800 e 9600 tex nel modo in cui un ingegnere di processo la affronta concretamente: cosa misura il numero, perché due roving con lo stesso tex non sono intercambiabili, di quanti capi ha bisogno un determinato profilo e qual è il costo di ogni passaggio a un valore superiore.

Cosa misura effettivamente tex (e il valore numerico che lo spiega)

Il tex è un'unità di misura della densità lineare: grammi per 1.000 metri. Un filato da 2400 tex pesa 2,4 g per metro; uno da 4800 tex pesa 4,8 g; uno da 9600 tex pesa 9,6 g. Questa è la definizione completa, ed è importante specificarla chiaramente perché il tex viene spesso usato come sinonimo di "spessore" in un modo che nasconde due aspetti fondamentali: il diametro dei filamenti all'interno del filo e la resistenza del laminato che si otterrà.

Se i vostri disegni o il vostro ufficio acquisti utilizzano unità di misura statunitensi, la stessa specifica appare come resa in iarde per libbra, che esprime la stessa proprietà dalla direzione opposta:

In una sola riga:yd/lb = 496.055 ÷ tex.

tex	g/m	≈ yd/lb
1200	1.2	413
2400	2.4	207
4800	4.8	103
9600	9.6	52

La conversione è aritmetica, non un'approssimazione del comportamento del materiale: 1 lb = 453,592 g e 1 yd = 0,9144 m, e la costante deriva da questi due valori. È importante perché un distributore statunitense che indica una resa di "206" e una scheda tecnica di un produttore che riporta "2400 tex" descrivono lo stesso roving con due notazioni diverse. Convertite prima di confrontare e non inserite mai un valore in tex e un valore di resa nella stessa tabella senza specificare a quale colonna corrisponde ciascun dato.

Stessa trama, filamento diverso

Due fornitori possono entrambi dichiarare una titolazione di 4800 tex e comunque spedire filamenti che si comportano in modo diverso, perché la titolazione è il risultato di due decisioni indipendenti: quanti filamenti sono contenuti nella boccola e quanto è spesso ciascun filamento.

Un filamento di vetro E a 17 µm ha una viscosità di circa 0,58 tex; a 24 µm, circa 1,15 tex, ipotizzando una densità del vetro di 2,55 g/cm³. Eseguendo i calcoli, emerge un dato utile: una boccola con 4.000 fori disegnata a 17 µm ha una viscosità di circa 2.315 tex, mentre una boccola con 2.000 fori a 24 µm ha una viscosità di circa 2.307 tex. Stessa viscosità, metà dei fori, filamenti con un diametro maggiore di circa il 40%.

I due filamenti non sono equivalenti a valle. Un fascio di molti filamenti sottili presenta una superficie di contatto con la resina molto maggiore e si distribuisce in una banda più piatta, il che favorisce l'impregnazione e contribuisce a riempire una cavità ampia e sottile. Un fascio di filamenti meno numerosi e più spessi drena e impregna in modo diverso, resiste all'apertura all'ingresso della filiera e trasferisce la propria resistenza al laminato in modo differente. In linea di principio, nessuno dei due è migliore dell'altro; sono strumenti diversi.

L'azione che ciò implica è semplice ed economica: basta chiedere il diametro del filamento e il numero di fori della boccola insieme alla texture. I fornitori pubblicano texture e diametro in colonne separate proprio per questo motivo, ed è il modo più rapido per scoprire se un filamento 4800 più economico ha lo stesso rinforzo o semplicemente lo stesso numero.

Il bilancio di massa: dal profilo alle estremità

Questo è il calcolo che trasforma un disegno in un layout per la tela. Tre passaggi, e le ipotesi sono importanti quanto i calcoli.

Fase 1: massa del vetro per metro.Si consideri l'area della sezione trasversale in cm², la si moltiplichi per 100 per ottenere il volume di un metro di profilo, la si moltiplichi per la frazione volumetrica di fibra desiderata e infine per la densità del vetro. Per la densità, in questo caso si utilizza il valore di 2,55 g/cm³.

Fase 2 — termina.Dividere la massa del vetro per metro per la massa erogata da un'estremità per metro, che è tex ÷ 1.000.

Passaggio 3: arrotondare e ricontrollare.Le estremità sono numeri interi. Arrotonda per eccesso, quindi calcola il contenuto di fibre che effettivamente andrai a costruire, perché quello sarà il profilo che spedirai.

Presupposti, indicati una sola volta in modo che possiate sostituirli con i vostri: tutto il rinforzo è in roving (nessun tappeto, velo o riempitivo nella sezione), il valore target di Vf è una frazione di volume anziché una frazione di peso, e il gioco dello stampo e il reflusso di resina vengono ignorati. Modificando uno qualsiasi di questi parametri, i valori cambiano.

Esempio pratico: un profilo piatto di 100 mm × 6 mm con un valore target di Vf pari a 0,60.

Area = 6,00 cm², quindi un metro di profilo contiene 600 cm³ di materiale

Volume del vetro = 600 × 0,60 = 360 cm³

Massa del vetro = 360 × 2,55 =918 g/m

tex	g/m per estremità	termini richiesti (esatti)	fine dell'ordine	g/m consegnati	Vf effettivamente costruito
2400	2.4	382,5	383	919.2	0,601
4800	4.8	191.3	192	921.6	0,602
9600	9.6	95,6	96	921.6	0,602

Tutte e tre le opzioni tex raggiungono il valore target entro i margini di arrotondamento. Ed è proprio questo il punto: in questa fase del calcolo, tex sembra una scelta libera. Le differenze che la determinano non sono riportate in questa tabella.

Cosa si guadagna e cosa si paga passando al livello successivo

Trecentottantatré estremità diventano 192, poi 96. Questo singolo rapporto guida quattro conti separati, e non tutti si muovono nella stessa direzione.

Posizioni del porta-porta-pezzi e tempo di infilatura.Il costo del portafilo è per posizione, così come la manodopera per l'infilatura. Dimezzare le estremità dimezza entrambi. Su una linea in cui la lunghezza del portafilo è il vincolo principale – come nella maggior parte delle linee di pultrusione – questo è spesso il vero motivo per passare a una linea superiore, e non ha nulla a che vedere con il materiale.

Modifiche e giunzioni dei pacchetti.La metà delle estremità significa la metà dei pacchi, quindi la metà delle operazioni di rimozione e la metà delle giunzioni per turno. In una produzione continua, un minor numero di interruzioni vale più di un valore di bagnatura leggermente migliore, perché ogni giunzione è un punto in cui qualcosa può andare storto.

Bagnato.È qui che l'affermazione del catalogo necessita di una precisazione. Un valore tex più elevato aumenta effettivamente la resa di fibra per singolo capo, e la pagina del prodotto lo afferma esplicitamente: un valore tex più alto significa un filo più spesso, che può essere utilizzato per aumentare il contenuto di fibra e velocizzare la produzione. Questo è vero, ed è un'affermazione sulla resa per singolo capo. Non è una promessa che l'impregnazione manterrà lo stesso livello di intensità.

Il tempo di permanenza nel bagno è dato dalla lunghezza del bagno divisa per la velocità di linea. Un bagno di 0,6 m che scorre a 0,3 m/min lascia ogni filamento nella resina per due minuti; a 0,6 m/min per un minuto; a 1,2 m/min, trenta secondi. Un fascio più grossolano ha più strati di filamenti che la resina deve penetrare, quindi lo stesso tempo di permanenza garantisce una minore penetrazione. Aumentando contemporaneamente la densità e la velocità di linea — che è esattamente ciò che l'argomentazione sulla produttività incoraggia — i due effetti si sommano, contrastando l'impregnazione eccessiva.

risoluzione del contenuto di fibre.Su questo profilo, una delle estremità del nastro da 2400 tex sposta Vf di circa 0,16 punti percentuali. Un'estremità del nastro da 4800 tex lo sposta di 0,31; un'estremità del nastro da 9600 tex, di 0,63. Se la specifica è 60 ± 1%, tutti e tre i nastri sono utilizzabili. Se si sta rifilando all'interno di una finestra di un punto percentuale — dal 62% al 63%, o se si deve rispettare un coupon del cliente — il nastro da 2400 tex offre circa sei passaggi, mentre quello da 9600 tex appena uno.

Nel complesso, lo schema è coerente: pareti sottili, sezioni piccole e tolleranze ristrette sul contenuto di fibre spingono verso una trama più fine, dove le estremità aggiuntive garantiscono risoluzione e una stesura uniforme. Sezioni spesse, lunghe tratte e linee limitate dal numero di telai spingono verso una trama più grossolana, dove un minor numero di estremità si traduce in semplicità. Pochissime linee sono limitate contemporaneamente da tutti e quattro questi fattori, motivo per cui la risposta differisce tra due stabilimenti che utilizzano lo stesso profilo.

Pultrusione e avvolgimento del filamento: stessa trama, due soffitti

Lo stesso testo si comporta in modo diverso nei due processi perché il vincolo limitante non è lo stesso.

In pultrusionIl soffitto rappresenta l'ingresso della matrice. Ogni estremità deve essere distesa in una fascia che riempia uniformemente la cavità, senza spazi vuoti e senza sovrapposizioni. Un numero maggiore di estremità più sottili si distendono più facilmente e riempiono meglio una sezione ampia e poco profonda; un numero minore di estremità più spesse sono più rigide, resistono all'apertura e possono lasciare gli angoli scoperti. Pertanto, la resa pratica è determinata dal numero di estremità che il vostro portamatrice può contenere e dall'efficacia della distensione pre-matrice, non da quanto indicato nella scheda tecnica.

In avvolgimento del filamentoIl limite massimo è rappresentato dalla larghezza di banda e dalla tensione. A parità di produttività, 48 fili da 2400 tex e 12 fili da 9600 tex trasportano la stessa massa all'ora. Dodici fili significano un percorso di tensione più breve e meno guide, il che rende il controllo e il reinfilaggio più semplici. Tuttavia, ciascuno di quei dodici pacchi ora trasporta un flusso di massa quattro volte maggiore, quindi un intoppo, un pacco difettoso o un picco di tensione si manifesta come un difetto del nastro su un'area più ampia. L'avvolgimento influisce anche sulla larghezza del nastro per passaggio, che varia con il tex: un roving più grossolano copre una larghezza maggiore in una singola passata, il che modifica il numero di passaggi necessari per chiudere uno strato.

Un roving ideale con 383 fili che passa attraverso una filiera di pultrusione può rivelarsi la scelta sbagliata con 12 fili su un mandrino. Stesso numero, portata massima diversa.

Il numero di throughput che dimensiona il tuo contenitore

Prima di impegnarti in un progetto tex, verifica cosa deve consegnare il fornitore:

L'operazione aritmetica si riassume in una sola riga:kg/h = estremità × (tex ÷ 1000) × velocità della linea (m/min) × 0,06.

A una velocità di 25 m/min, per erogare 172,8 kg/h occorrono 48 fasci da 2400 tex, 24 fasci da 4800 tex o 12 fasci da 9600 tex.

tex	termina per 172,8 kg/h a 25 m/min	termina per 345,6 kg/h a 25 m/min
2400	48	96
4800	24	48
9600	12	24

Questo numero determina la dimensione del cesto, la massa del pacco e l'intervallo di scarico. Non indica se la lenza si bagnerà (questo è il calcolo del tempo di permanenza descritto sopra) e non indica se il profilo si riempirà. Usalo per dimensionare il cesto, poi usa gli altri due per verificare che il cesto dimensionato sia effettivamente utilizzabile.

FAQ

Posso semplicemente acquistare il tessuto più grossolano per ridurre le punte?

È possibile, e su una linea con portafili limitati spesso è la scelta giusta. Prima di tutto, verifica due cose: il tempo di permanenza del tuo bagno alla velocità desiderata e se una delle estremità del tessuto è troppo grossolana per la tua tolleranza di contenuto di fibre. Se entrambe le condizioni sono soddisfatte, il tessuto più grossolano è preferibile per semplicità.

Due fornitori offrono la stessa formulazione: sono intercambiabili?

Non necessariamente. Chiedi informazioni sul diametro del filamento, sul numero di fori per le boccole e sul sistema di dimensionamento. Lo stesso filamento, ma con una diversa struttura dei filamenti, si impregnerà in modo diverso e non trasmetterà la stessa resistenza al laminato.

4800 tex è un valore "intermedio" tra 2400 e 9600?

In termini di massa, sì: esattamente il doppio e la metà. In termini di processo, no. Dimezza le estremità senza dimezzare il numero di fasi di regolazione e raddoppia il flusso di massa per confezione anziché quadruplicarlo. I compromessi non sono lineari, motivo per cui l'opzione intermedia è spesso quella che si adatta a una linea con un numero fisso di cestelli e una tolleranza ristretta.

Scegli il tessuto che la tua linea può contenere

Il tex è una decisione di linea che indossa gli abiti di una scheda tecnica. Parti dalla sezione e dal contenuto di fibre desiderato, converti in grammi per metro, dividi per il tex per ottenere le estremità, quindi controlla le tre cose che un catalogo non può dirti: se il porta-tessuto ha spazio, se il bagno ha tempo e se un'estremità è sufficientemente precisa.Scopri i prodotti di rinforzo in fibra di vetro di Ruifiber.per vedere la gamma di rinforzo lungo questa linea di roving e leggere ilroving diretto per pultrusione e avvolgimento di filamentiPrima di inviare una richiesta di offerta (RFQ), inserisci nella pagina i dettagli del processo, della sezione, del valore Vf target e della resina: più informazioni specifiche fornisci, più risposte saranno già in linea con le tue esigenze.