Direct Roving Tex: Keuze uit 2400, 4800 of 9600 voor pultrusie en filamentwikkeling

Een pultrusielijn die nooit helemaal schoon loopt, heeft meestal een probleem met de textuur (tex), niet met de hars. Het profiel vertoont droge plekken in de hoeken zodra de snelheid wordt verhoogd. Of het glasgehalte ligt iets lager dan wat op de tekening staat aangegeven, en geen enkele verhoging van de matrijstemperatuur kan dit verschil dichten. Of elke positie op de spoel is bezet en het profiel heeft nog steeds te weinig vezels. Geen van deze problemen wordt als fout in het specificatieblad vermeld, omdat er niets mis is met het specificatieblad. Ze worden veroorzaakt doordat de textuur is gekozen uit een catalogus in plaats van uit de beschikbare informatie op de productielijn.

Deze handleiding behandelt de keuze tussen 2400, 4800 en 9600 tex zoals een procesingenieur die in de praktijk tegenkomt: wat het getal aangeeft, waarom twee rovings met dezelfde tex niet uitwisselbaar zijn, hoeveel uiteinden een bepaald profiel nodig heeft en wat elke stap omhoog kost.

Wat Tex daadwerkelijk meet (en het bijbehorende opbrengstcijfer)

Tex is een lineaire dichtheid: gram per 1000 meter. Een vezelbundel van 2400 tex weegt 2,4 gram per meter; 4800 tex weegt 4,8 gram; 9600 tex weegt 9,6 gram. Dat is de volledige definitie, en het is belangrijk om dit duidelijk te vermelden, omdat tex vaak als afkorting voor "dikte" wordt gebruikt, terwijl het twee belangrijke aspecten verhult die het niet beschrijft: de diameter van de vezels binnen de bundel en de sterkte van het laminaat dat je ermee bouwt.

Als uw tekeningen of uw inkoopafdeling met Amerikaanse eenheden werken, wordt dezelfde specificatie weergegeven als opbrengst in yards per pond, wat dezelfde eigenschap vanuit de andere richting uitdrukt:

In één regel:yd/lb = 496.055 ÷ tex.

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

De omrekening is rekenkundig, geen benadering van materiaaleigenschappen: 1 lb = 453,592 g en 1 yd = 0,9144 m, en de constante volgt uit deze twee feiten. Dit is belangrijk omdat een Amerikaanse distributeur die "206 yield" vermeldt en een fabrieksspecificatieblad met "2400 tex" hetzelfde lont beschrijven in twee verschillende notaties. Reken eerst om voordat u vergelijkt, en zet nooit een tex-waarde en een yield-waarde in dezelfde tabel zonder aan te geven welke kolom bij welke waarde hoort.

Zelfde textuur, andere streng

Twee leveranciers kunnen allebei een specificatie van 4800 tex opgeven en toch strengen leveren die zich verschillend gedragen, omdat tex het resultaat is van twee onafhankelijke factoren: het aantal filamenten dat de bus bevat en de dikte van elk filament.

Een E-glasfilament van 17 µm heeft een ruwheid van ongeveer 0,58 tex; bij 24 µm is dat ongeveer 1,15 tex, uitgaande van een glasdichtheid van 2,55 g/cm³. Als je die berekening uitvoert, komt er iets nuttigs naar voren: een bus met 4000 gaten, getrokken bij 17 µm, heeft een ruwheid van ongeveer 2315 tex, terwijl een bus met 2000 gaten bij 24 µm een ruwheid heeft van ongeveer 2307 tex. Dezelfde tex-waarde, de helft van het aantal gaten, filamenten met een diameter die ongeveer 40% groter is.

De twee strengen zijn stroomafwaarts niet gelijkwaardig. Een bundel van vele fijne filamenten biedt een veel groter oppervlak aan de hars en spreidt zich uit tot een plattere band, wat de bevochtiging bevordert en helpt bij het vullen van een brede, dunne holte. Een bundel van minder, grovere filamenten voert de hars anders af en impregneert anders, is minder gevoelig voor openingen bij de matrijsopening en draagt zijn eigen sterkte anders over op het laminaat. Geen van beide is in abstracte zin beter; het zijn verschillende gereedschappen.

De actie die dit impliceert is klein en goedkoop: vraag naar de draaddiameter en het aantal gaten in de bus, samen met de tex-waarde. Leveranciers vermelden de tex-waarde en de diameter om precies deze reden in aparte kolommen, en het is de snelste manier om erachter te komen of een goedkopere 4800 dezelfde versterking heeft of alleen hetzelfde nummer.

De massabalans: van profiel tot eindpunten

Dit is de berekening die een tekening omzet in een vismandindeling. Drie stappen, en de aannames zijn net zo belangrijk als de berekening zelf.

Stap 1 — glasmassa per meter.Neem de dwarsdoorsnede in cm², vermenigvuldig deze met 100 om het volume van één meter profiel te verkrijgen, vermenigvuldig dit met de gewenste vezelvolumefractie en vervolgens met de glasdichtheid. Voor de dichtheid wordt hier een waarde van 2,55 g/cm³ gebruikt.

Stap 2 — einde.Deel de massa van het glas per meter door de massa die één uiteinde per meter levert, oftewel tex ÷ 1.000.

Stap 3 — afronden en opnieuw controleren.De uiteinden zijn gehele getallen. Rond naar boven af en bereken vervolgens het vezelgehalte dat je daadwerkelijk gaat gebruiken, want dat is het profiel dat je gaat verzenden.

Aannames, eenmaal vermeld zodat u uw eigen aannames kunt invullen: alle wapening bestaat uit roving (geen mat, sluier of vulmiddel in het profiel), de beoogde Vf is een volumefractie in plaats van een gewichtsfractie, en matrijsspeling en harsuitloop worden buiten beschouwing gelaten. Wijziging van een van deze aannames heeft gevolgen voor de waarden.

Uitgewerkt voorbeeld: een vlak profiel van 100 mm × 6 mm bij een beoogde Vf van 0,60.

Oppervlakte = 6,00 cm², dus één meter profiel bevat 600 cm³ materiaal.

Glasvolume = 600 × 0,60 = 360 cm³

Massa van het glas = 360 × 2,55 =918 g/m

tekst	g/m per eind	eindpunten vereist (exact)	einde van de bestelling	g/m geleverd	Vf heeft daadwerkelijk gebouwd
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

Alle drie de tex-opties halen het doel binnen afrondingsmarge. Dat is precies het punt: in dit stadium van de berekening lijkt tex een vrije keuze. De verschillen die de doorslag geven, staan niet in deze tabel.

Wat je wint en wat je betaalt als je een stap hoger gaat.

Driehonderddrieëntachtig uiteinden worden 192, dan 96. Die ene verhouding stuurt vier afzonderlijke rekeningen aan, en ze bewegen niet allemaal in dezelfde richting.

Vismandposities en inrijgtijd.De kosten voor de spoel zijn per positie, net als de arbeid die nodig is om de spoel te rijgen. Door de uiteinden te halveren, worden beide kosten gehalveerd. Op een lijn waar de spoellengte de beperkende factor is – wat bij de meeste pultrusielijnen het geval is – is dit vaak de werkelijke reden om een stapje hoger te gaan, en dat heeft niets met het materiaal te maken.

Pakketwijzigingen en -splitsingen.De helft van de uiteinden betekent de helft van de pakketten, dus de helft van de ontkoppelingen en de helft van de lasverbindingen per ploegendienst. Bij een continue productie zijn minder onderbrekingen meer waard dan een marginaal betere bevochtigingsgraad, omdat elke lasverbinding een plek is waar iets mis kan gaan.

Doorweekt.Hier moet de bewering in de catalogus worden genuanceerd. Een hogere tex-waarde verhoogt inderdaad de vezeldoorvoer per uiteinde, en de productpagina vermeldt dit expliciet: een hogere tex-waarde betekent een dikkere vezel, die kan worden gebruikt om het vezelgehalte te verhogen en de productie te versnellen. Dat klopt, en het is een uitspraak over de doorvoer per uiteinde. Het is geen garantie dat uw impregnering dit tempo zal bijhouden.

De verblijftijd in het bad is de lengte van het bad gedeeld door de lijnsnelheid. Een bad van 0,6 m met een lijnsnelheid van 0,3 m/min geeft elke streng twee minuten in de hars; bij 0,6 m/min is dat één minuut; bij 1,2 m/min dertig seconden. Een grovere bundel heeft meer filamentlagen die de hars moet doordringen, waardoor dezelfde verblijftijd minder penetratie oplevert. Verhoog de tex-waarde en de lijnsnelheid tegelijkertijd – wat precies is wat het argument voor doorvoer suggereert – en de twee effecten versterken elkaar, waardoor de hars minder goed bevochtigd raakt.

Resolutie van vezelinhoud.Het ene uiteinde van 2400 tex verschuift Vf met ongeveer 0,16 procentpunt op dit profiel. Het ene uiteinde van 4800 tex verschuift het met 0,31; het andere uiteinde van 9600 tex met 0,63. Als uw specificatie 60 ± 1% is, zijn alle drie bruikbaar. Als u binnen een marge van één punt trimt — 62% tot 63%, of een kortingsbon van een klant wilt evenaren — geeft 2400 tex u ongeveer zes stappen binnen die marge, terwijl 9600 tex er nauwelijks één oplevert.

Samengevat is het patroon consistent: dunne wanden, kleine secties en nauwe toleranties voor het vezelgehalte leiden tot een fijnere tex, waarbij de extra uiteinden zorgen voor resolutie en een gelijkmatige spreiding. Dikke secties, lange productielijnen en lijnen met een beperkte capaciteit leiden tot een grovere tex, waarbij minder uiteinden zorgen voor eenvoud. Slechts weinig lijnen worden door alle vier tegelijk beperkt, vandaar dat het antwoord verschilt tussen twee fabrieken die hetzelfde profiel produceren.

Pultrusie en filamentwikkeling: dezelfde textuur, twee plafonds.

Dezelfde tex gedraagt zich anders in de twee processen omdat de beperkende voorwaarde niet hetzelfde is.

In pultrusieHet plafond is de matrijsopening. Elk uiteinde moet worden uitgespreid tot een band die de holte gelijkmatig vult, zonder openingen en zonder overlapping. Meer, dunnere uiteinden spreiden zich gemakkelijker uit en vullen een breed, ondiep gedeelte beter; minder, dikkere uiteinden zijn stijver, bieden weerstand tegen openen en kunnen de hoeken onvoldoende vullen. De praktische dikte wordt dus bepaald door hoeveel uiteinden je spoel kan bevatten en hoe goed je het uitspreiden vóór het matrijsproces werkt – niet door wat het gegevensblad voorschrijft.

In draadwikkelingDe limiet wordt bepaald door bandbreedte en spanning. Bij een gelijke doorvoer leveren 48 strengen van 2400 tex en 12 strengen van 9600 tex dezelfde massa per uur. Twaalf strengen betekent een korter spanningspad en minder geleiders, wat gemakkelijker te controleren en opnieuw in te rijgen is. Maar elk van die twaalf pakketten transporteert nu vier keer zoveel massa, dus één hapering, één defect pakket of één spanningspiek manifesteert zich als een banddefect over een groter gebied. Bij het wikkelen speelt ook de bandbreedte per doorgang een rol, die verandert met de tex-waarde: een grovere roving bedekt een grotere breedte in één doorgang, wat van invloed is op het aantal doorgangen dat nodig is om een laag te sluiten.

Een lont die ideaal is bij 383 uiteinden door een pultrusiematrijs, kan de verkeerde keuze zijn bij 12 uiteinden op een doorn. Hetzelfde aantal, verschillende maximale capaciteit.

Het doorvoergetal dat de grootte van uw vismand bepaalt.

Voordat je een bestelling plaatst, controleer eerst wat je vismand te bieden heeft:

De berekening bestaat uit één regel:kg/u = uiteinden × (tex ÷ 1000) × lijnsnelheid (m/min) × 0,06.

Bij een snelheid van 25 m/min is voor het transporteren van 172,8 kg/u 48 strengen van 2400 tex, 24 strengen van 4800 tex of 12 strengen van 9600 tex nodig.

tekst	eindigt bij 172,8 kg/u bij 25 m/min	eindigt bij 345,6 kg/u bij 25 m/min
2400	48	96
4800	24	48
9600	12	24

Dit getal bepaalt de grootte van het visnet, de massa van de verpakking en het afgooi-interval. Het geeft geen informatie over de vraag of de lijn nat wordt – dat wordt bepaald door de verblijftijdberekening hierboven – en het geeft ook geen informatie over de vraag of het profiel gevuld zal worden. Gebruik dit getal om de grootte van het visnet te bepalen en gebruik vervolgens de andere twee getallen om te controleren of het gekozen visnet daadwerkelijk kan worden gebruikt.

Veelgestelde vragen

Kan ik gewoon de grofste textuur kopen om de puntjes korter te maken?

Ja, dat kan, en bij een beperkte vislijn is het vaak de juiste keuze. Controleer eerst twee dingen: de verblijftijd van het bad bij de gewenste snelheid, en of één uiteinde van de textuur te grof is voor de gewenste vezeldikte. Als beide in orde zijn, is de grovere textuur de beste keuze vanwege het gemak.

Twee leveranciers hanteren dezelfde specificaties — zijn die uitwisselbaar?

Niet per se. Vraag naar de filamentdiameter, het aantal gaten in de bussen en het maatsysteem. Dezelfde textuur met een andere vezelconstructie zal anders bevochtigen en de sterkte van het laminaat zal niet identiek zijn.

Ligt 4800 tex "tussen" 2400 en 9600?

Qua massa, ja: precies het dubbele en het halveren. Qua proces, nee. Het halveert de uiteinden zonder het aantal aanpassingsstappen te halveren, en het verdubbelt de massastroom per verpakking in plaats van deze te verviervoudigen. De afwegingen zijn niet lineair, daarom is de middelste optie vaak de beste keuze voor een productielijn met een vaste creel en een nauwe tolerantie.

Kies de tekst die uw regel kan bevatten.

Tex is een beslissing die je neemt aan de hand van een gegevensblad. Begin bij de sectie en het gewenste vezelgehalte, reken dit om naar gram per meter, deel door Tex om de lengte te bepalen en controleer vervolgens de drie dingen die een catalogus je niet kan vertellen: of er voldoende ruimte is in het spoelrek, of het bad lang genoeg meegaat en of één uiteinde een voldoende fijne afstelling heeft.Bekijk de glasvezelversterkingsproducten van Ruifiberom het versterkingsbereik langs deze bewegende lijn te bekijken en te lezenDirecte lont voor pultrusie en filamentwikkeling.Voordat u een offerteaanvraag indient, vermeldt u op deze pagina uw proces, sectie, beoogde Vf-waarde en harssoort. Hoe meer van deze gegevens u opgeeft, hoe beter het antwoord dat u ontvangt al is afgestemd op uw productielijn.