Direct Roving Tex: Wybór 2400, 4800 lub 9600 do pultruzji i nawijania włókien

Linia do pultruzji, która nigdy nie pracuje całkowicie czysto, zazwyczaj ma problem z tex, a nie z żywicą. Profil wychodzi z suchymi plamami w narożnikach, gdy tylko zwiększy się prędkość. Albo zawartość szkła jest o punkt niższa niż zalecana na rysunku i żadna temperatura matrycy nie jest w stanie zamknąć tej szczeliny. Albo wszystkie pozycje na ramie natykowej są zajęte, a w sekcji nadal brakuje włókna. Żaden z tych błędów nie pojawia się jako błąd w karcie katalogowej, ponieważ nic w niej nie jest nieprawidłowe. Pojawiają się, ponieważ tex został wybrany z katalogu, a nie z linii produkcyjnej.

W tym przewodniku omówiono kwestię wyboru pomiędzy 2400, 4800 i 9600 tex w sposób, w jaki robi to inżynier procesowy: co oznacza ta liczba, dlaczego dwa pasma o tej samej tex nie są zamienne, ile końcówek potrzebuje dany profil i ile kosztuje każdy krok w górę.

Co tak naprawdę mierzy tex (i jaka jest za tym wartość wydajności)

Tex to gęstość liniowa: gramy na 1000 metrów. Włókno o gęstości 2400 texów waży 2,4 g na każdy metr, który ciągniesz; 4800 texów waży 4,8 g; 9600 texów waży 9,6 g. To cała definicja i warto ją jasno określić, ponieważ tex jest używany jako skrót od „grubości” w sposób, który ukrywa dwie rzeczy, których nie opisuje: średnicę włókna wewnątrz pasma i wytrzymałość laminatu, który z niego zbudujesz.

Jeżeli Twoje rysunki lub dział zakupów pracują w jednostkach amerykańskich, ta sama specyfikacja pojawia się jako wydajność w jardach na funt, co wyraża tę samą właściwość w drugą stronę:

W jednym wierszu:yd/lb = 496 055 ÷ tex.

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

Przeliczenie jest arytmetyczne, a nie przybliżeniem zachowania materiału: 1 funt = 453,592 g i 1 jard = 0,9144 m, a stała nie wynika z tych dwóch faktów. Ma to znaczenie, ponieważ amerykański dystrybutor podający „wydajność 206” i kartę katalogową przędzalni podającą „2400 tex” opisują ten sam włókno w dwóch różnych oznaczeniach. Przelicz przed porównaniem i nigdy nie umieszczaj wartości tex i wartości wydajności w tej samej tabeli bez oznaczenia, która kolumna jest która.

Ten sam tekst, inny splot

Dwóch dostawców może podawać wartość 4800 tex-ów, a mimo to wysyłać włókna zachowujące się inaczej, ponieważ tex jest iloczynem dwóch niezależnych decyzji: liczby włókien znajdujących się w tulei i grubości każdego włókna.

Jeden filament ze szkła typu E o grubości 17 µm niesie około 0,58 texa; przy grubości 24 µm – około 1,15 texa, przy założonej gęstości szkła 2,55 g/cm³. Wykonaj te obliczenia, a otrzymasz przydatny wynik: tulejka o 4000 otworach narysowana przy grubości 17 µm ma gęstość około 2315 texa, podczas gdy tulejka o 2000 otworach narysowana przy grubości 24 µm ma gęstość około 2307 texa. Ten sam tex, o połowę mniejsza liczba otworów, filamenty o średnicy około 40% większej.

Te dwa pasma nie są równoważne w dalszej części procesu. Wiązka wielu cienkich włókienek zapewnia żywicy znacznie większą powierzchnię i rozchodzi się w bardziej płaskim pasie, co ułatwia zwilżanie i wypełnianie szerokiej, cienkiej wnęki. Wiązka mniejszej liczby grubszych włókienek inaczej odprowadza wodę i impregnuje, nie otwiera się przy wejściu do matrycy i inaczej przekazuje swoją wytrzymałość do laminatu. Żadne z nich nie jest lepsze w teorii; to różne narzędzia.

Działanie, które to oznacza, jest niewielkie i tanie: zapytaj o średnicę włókna i liczbę otworów na tuleje obok wartości tex. Dostawcy publikują wartości tex i średnicę w osobnych kolumnach właśnie z tego powodu i jest to najszybszy sposób, aby dowiedzieć się, czy tańszy model 4800 ma takie samo wzmocnienie, czy tylko tę samą liczbę.

Bilans masowy: od profilu do końców

To jest obliczenie, które przekształca rysunek w układ siatki. Trzy kroki, a założenia są równie ważne, jak arytmetyka.

Krok 1 — masa szkła na metr.Weź pole przekroju poprzecznego w cm², pomnóż przez 100, aby uzyskać objętość jednego metra profilu, pomnóż przez docelową frakcję objętościową włókna, a następnie przez gęstość szkła. W tym przypadku przyjęto gęstość 2,55 g/cm³.

Krok 2 — koniec.Podziel masę szkła na metr przez masę, jaką jeden koniec dostarcza na metr, co wynosi tex ÷ 1000.

Krok 3 — zaokrąglenie i ponowne sprawdzenie.Końce są liczbami całkowitymi. Zaokrąglij w górę, a następnie oblicz zawartość włókien, którą faktycznie zbudujesz, ponieważ taki profil wyślesz.

Założenia, podane raz, abyś mógł je zastąpić własnymi: całe wzmocnienie to roving (brak maty, welonu ani wypełniacza w przekroju), docelowa wartość Vf to ułamek objętości, a nie ułamek wagowy, a luz matrycy i wyciek żywicy są ignorowane. Zmiana któregokolwiek z tych założeń spowoduje zmianę liczb.

Przykładowy wykres: profil płaski o wymiarach 100 mm × 6 mm przy docelowej wartości Vf wynoszącej 0,60.

Powierzchnia = 6,00 cm², więc jeden metr profilu zawiera 600 cm³ materiału

Objętość szkła = 600 × 0,60 = 360 cm³

Masa szklana = 360 × 2,55 =918 g/m

tekst	g/m na koniec	wymagane końce (dokładne)	kończy się na zamówieniu	g/m dostarczono	Vf faktycznie zbudował
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

Wszystkie trzy opcje tex trafiają w cel w ramach zaokrąglenia. O to właśnie chodzi: na tym etapie obliczeń tex wygląda na wolny wybór. Różnice, które o tym decydują, nie są ujęte w tej tabeli.

Co zyskujesz i ile płacisz, gdy awansujesz o stopień wyżej

Trzysta osiemdziesiąt trzy końce stają się 192, a następnie 96. Ten pojedynczy stosunek napędza cztery oddzielne konta i nie wszystkie zmierzają w tym samym kierunku.

Pozycje nawlekania i czas nawlekania.Koszt nawlekania na ramę zależy od pozycji, podobnie jak robocizna związana z jego nawlekaniem. Przecięcie końcówek na pół powoduje podział obu na pół. Na linii, gdzie długość nawlekania jest ograniczeniem wiązania – co ma miejsce w przypadku większości linii pultruzji – jest to często prawdziwy powód przejścia na wyższy poziom i nie ma to nic wspólnego z materiałem.

Zmiany i łączenia pakietów.Połowa końcówek oznacza połowę opakowań, a więc połowę zdejmowanych i połowę łączeń na zmianę. W przypadku pracy ciągłej mniejsza liczba przerw jest warta więcej niż nieznacznie lepszy wskaźnik przesiąkania, ponieważ każde łącze to miejsce, w którym coś może pójść nie tak.

Przemoczenie.W tym miejscu należy dodać określenie do katalogu. Wyższa wartość tex rzeczywiście zwiększa wydajność włókna na koniec, o czym wyraźnie informuje strona produktu: wyższa wartość tex oznacza grubsze pasmo, co pozwala na zwiększenie zawartości włókna i przyspieszenie produkcji. To prawda i jest to stwierdzenie dotyczące wydajności na koniec. Nie jest to jednak obietnica, że impregnacja będzie działać.

Czas przebywania w kąpieli to długość kąpieli podzielona przez prędkość linii. Kąpiel o długości 0,6 m, pracująca z prędkością 0,3 m/min, zapewnia każdej nitce dwie minuty w żywicy; przy 0,6 m/min – jedną minutę; przy 1,2 m/min – trzydzieści sekund. Grubsza wiązka włókien ma więcej warstw, przez które żywica może przeniknąć, więc ten sam czas przebywania zapewnia mniejszą penetrację. Zwiększenie wartości tex i prędkości linii jednocześnie – co jest dokładnie tym, co sugeruje argument przepustowości – a oba te efekty potęgują się, zapobiegając przesiąkaniu.

Rozdzielczość zawartości włókien.Jeden koniec 2400 texów przesuwa Vf o około 0,16 punktu procentowego na tym profilu. Jeden koniec 4800 texów przesuwa go o 0,31; jeden koniec 9600 texów przesuwa go o 0,63. Jeśli Twoja specyfikacja to 60 ± 1%, wszystkie trzy są wykonalne. Jeśli przycinasz w ramach jednopunktowego okna – 62% do 63%, lub dopasowujesz do kuponu klienta – 2400 texów daje około sześciu kroków w poprzek, 9600 texów zaledwie jeden.

Łącznie, wzór jest spójny: cienkie ścianki, małe sekcje i ścisłe tolerancje zawartości włókien skłaniają do stosowania drobniejszej tekstury, gdzie dodatkowe końcówki zapewniają rozdzielczość i równomierne rozłożenie. Grubsze sekcje, długie przebiegi i linie ograniczone na naramiennikach skłaniają do stosowania grubszej tekstury, gdzie mniej końcówek zapewnia prostotę. Bardzo niewiele linii jest ograniczonych przez wszystkie cztery jednocześnie, dlatego odpowiedź różni się w przypadku dwóch maszyn o tym samym profilu.

Pultruzja i nawijanie włókien: ten sam tekst, dwa sufity

Ten sam tekst zachowuje się odmiennie w obu procesach, ponieważ ograniczenie graniczne jest inne.

In pultruzjaSufit jest wejściem do matrycy. Każdy koniec musi być rozłożony w pasie, który równomiernie wypełnia wnękę, bez szczelin i nakładek. Więcej, cieńszych końcówek łatwiej się rozprowadza i lepiej wypełnia szeroki, płytki fragment; mniej, grubszych końcówek jest sztywniejszych, trudniejszych do otwarcia i może powodować niedostateczne wypełnienie narożników. Zatem praktyczny rozmiar zależy od liczby końcówek, jakie mieści nakładka i od tego, jak dobrze działa rozłożenie przed wykrojnikiem — a nie od tego, co oferuje karta katalogowa.

In nawijanie włókienPułapem jest szerokość pasma i naprężenie. Przy równej przepustowości, 48 końcówek o gęstości 2400 tex i 12 końcówek o gęstości 9600 tex dostarcza tę samą masę na godzinę. Dwanaście końcówek oznacza krótszą ścieżkę naprężenia i mniej prowadnic, co ułatwia kontrolę i ponowne nawlekanie. Jednak każdy z tych dwunastu pakietów przenosi teraz czterokrotnie większy przepływ masy, więc jedno zacięcie, jeden wadliwy pakiet lub jeden skok naprężenia objawia się defektem pasma na większym obszarze. Nawijanie ma również wpływ na szerokość pasma na jedno przejście, która zmienia się wraz z tex: grubszy rowing pokrywa większą szerokość w jednym przejściu, co zmienia liczbę przejść w obrębie warstwy.

Włókno, które idealnie nadaje się do przepuszczenia przez matrycę pultruzyjną 383 końców, może być złym wyborem przy 12 końcach na trzpieniu. Ta sama liczba, inny pułap.

Liczba przepustowości określająca rozmiar Twojej siatki

Zanim zdecydujesz się na tekst, sprawdź, co oferuje Twój kosz:

Arytmetyka jest jedna:kg/h = końcówki × (tex ÷ 1000) × prędkość linii (m/min) × 0,06.

Przy prędkości 25 m/min i wydajności 172,8 kg/h możliwe jest wyprodukowanie 48 sztuk o grubości 2400 tex, 24 sztuk o grubości 4800 tex lub 12 sztuk o grubości 9600 tex.

tekst	kończy się na 172,8 kg/h przy 25 m/min	kończy się na 345,6 kg/h przy 25 m/min
2400	48	96
4800	24	48
9600	12	24

Ta liczba określa rozmiar narzynki, masę opakowania i interwał zdejmowania. Nie informuje, czy żyłka ulegnie zamoczeniu – czyli o czasie przebywania, który obliczyliśmy powyżej – ani czy profil się wypełni. Użyj jej do określenia rozmiaru narzynki, a następnie użyj pozostałych dwóch, aby sprawdzić, czy narzynka, którą dostosowałeś, rzeczywiście nadaje się do pracy.

Często zadawane pytania

Czy mogę kupić najgrubszy materiał, żeby przyciąć końcówki?

Można, i na linii o ograniczonej liczbie nasion często jest to właściwe. Najpierw sprawdź dwie rzeczy: czas przebywania w wannie przy docelowej prędkości oraz czy jeden koniec tego materiału nie jest zbyt gruby jak na tolerancję zawartości włókien. Jeśli oba testy przejdą pomyślnie, grubszy materiał wygrywa w kategorii prostoty.

Dwóch dostawców podaje ten sam tekst — czy można go stosować zamiennie?

Niekoniecznie. Zapytaj o średnicę włókna, liczbę otworów w tulejkach i system rozmiarów. Ten sam teks o innej konstrukcji włókien będzie inaczej nasiąkał i nie przełoży się na identyczną wytrzymałość laminatu.

Czy 4800 texów mieści się „pomiędzy” 2400 i 9600?

W odniesieniu do masy – tak: dokładnie dwa razy i pół. W odniesieniu do procesu – nie. Przecina końce na pół bez zmniejszania o połowę liczby kroków regulacji i podwaja przepływ masy na pakiet, zamiast zwiększać go czterokrotnie. Kompromisy nie są liniowe, dlatego środkowa opcja często jest tą, która pasuje do linii o stałej ramie natykowej i wąskiej tolerancji.

Wybierz tekst, który może pomieścić Twoja linia

Tex to decyzja liniowa, oparta na danych z arkusza danych. Zacznij od przekroju i docelowej zawartości włókien, przelicz na gramy na metr, podziel przez tex, aby uzyskać końce, a następnie sprawdź trzy rzeczy, których katalog nie powie: czy rama nasienna ma miejsce, czy wanna ma czas i czy jeden koniec jest wystarczająco precyzyjny.Przeglądaj produkty wzmacniające z włókna szklanego firmy Ruifiberaby zobaczyć zakres wzmocnienia wzdłuż tej linii wędrującej i przeczytaćbezpośrednie włókno do pultruzji i nawijania włókienstronę przed wysłaniem zapytania ofertowego, w której nazwiesz swój proces, sekcję, docelową Vf i żywicę — im więcej ich podasz, tym większa część odpowiedzi będzie już dopasowana do Twojej linii.