I. Pregătirea materiilor prime de bază
Material de armare: mănunchiuri continue de fibră de sticlă fără alcali-, care asigură rezistență axială ridicată. Densitatea liniară și uniformitatea tensiunii trebuie strict controlate.
Materialul matricei: Rășină epoxidică (sau rășină vinilesterică) amestecată cu agent de întărire, accelerator și agent de dezlipire a mucegaiului intern. Raportul trebuie formulat cu precizie pentru a asigura viteza de întărire și proprietățile mecanice.
Materiale auxiliare: agent de cuplare silan (pentru a îmbunătăți lipirea interfeței cu fibre-rășini), adeziv (pentru combinarea ulterioară cu manta și fitinguri) și cauciuc siliconic (pentru manta).
II. Turnare prin pultruziune (fabricarea corpului tijei miezului)
Impregnarea fibrelor: fasciculele continue de fibră de sticlă sunt aplatizate printr-un șir și cufundate complet în adeziv de rășină epoxidice într-un rezervor de rășină, cu conținut uniform de rășină controlat.
Preformare și aranjare a firelor: fasciculele de fibre impregnate trec printr-o matriță de preformare pentru a elimina bulele de aer și a aranja direcția fibrei, asigurând alinierea axială paralelă.
Încălzire, întărire și pultruziune: fasciculele de fibre intră într-o matriță de încălzire (120–160 de grade). Acționată de o mașină de tracțiune continuă, rășina este supusă unei legături încrucișate și întărire rapidă pentru a forma o tijă densă din fibră de sticlă epoxidica. Matrița calibrează diametrul pentru a asigura toleranța diametrului exterior al tijei de miez (de obicei ± 0,1 mm).
Tăiere și inspecție inițială: Tija este tăiată la lungimea proiectată, urmată de inspecții ale aspectului, diametrului, dreptății și proprietăților mecanice de bază (de exemplu, rezistența la încovoiere, rezistența la tracțiune).
III. Tratarea suprafeței tijei miezului (asigurarea legăturii interfeței)
Slefuire/Sablare: Slefuirea mecanică sau sablare este utilizată pentru a îndepărta reziduurile de rășină de suprafață și bavurile, crescând rugozitatea suprafeței (Ra controlat la 1,6–3,2 μm).
Curățare și uscare: Suprafața este curățată cu alcool sau apă deionizată pentru a îndepărta petele de ulei și praful, apoi se usucă la 80–100 de grade timp de 30–60 de minute pentru a elimina complet umezeala.
Acoperire cu agent de cuplare: Se aplică uniform un agent de cuplare silan (de exemplu, KH-550), apoi se usucă la aer la temperatura camerei sau se coace la temperatură scăzută pentru a forma un strat de tranziție chimică, sporind puterea de aderență între tija de miez și cauciucul siliconic.
IV. Compoziție de înveliș (izolare și protecție)
| Proces | Flux | Scenariul aplicației |
|---|---|---|
| Vulcanizare prin injecție | Tija de miez este plasată într-o matriță și se injectează-cauciuc siliconic vulcanizat la temperatură înaltă (HTV), urmată de vulcanizare la 160-180 de grade timp de 10-20 de minute pentru a modela integral teaca și magazii. | Producție în masă, structuri complexe (de exemplu, diametru mare de magazie, proiectare cu mai multe-hale) |
| Vulcanizarea prin extrudare | Cauciuc siliconic amestecat este acoperit pe tija de miez printr-un extruder, apoi intră continuu într-un tub de vulcanizare (180-200 de grade) pentru vulcanizare, iar șaptele sunt prelucrate ulterior | Tip-tijă lungă, formă simplă de magazie, potrivit pentru producția continuă-la distanță lungă |
V. Post-tratament și control al calității
Încheierea tratamentului: Învelișul de la ambele capete este îndepărtat pentru a expune tija de miez pentru sertizare cu fitinguri, asigurându-se că suprafața de sertizare este curată și fără pete de ulei.
Conexiune de montaj: Fitingurile din oțel galvanizat sau aliaj de aluminiu sunt conectate ferm la ambele capete ale tijei de miez prin sertizare hidraulică, iar rezistența la sertizare și etanșeitatea interfeței sunt testate.
Inspecția finală:
Performanță mecanică: Testele de tracțiune, încovoiere și torsiune sunt efectuate pentru a se asigura că performanța îndeplinește sau depășește sarcina de proiectare (de exemplu, mai mare sau egală cu 600 MPa).
Performanță electrică: Tensiunea de rezistență la frecvența de alimentare, descărcarea parțială și testele de pierdere dielectrică sunt efectuate pentru a elimina defectele interne.
Inspecția interfeței: Detectarea cu ultrasunete a defectelor sau inspecția cu raze X-se efectuează pentru a confirma că nu există delipire sau delaminare între tija de miez și manta, precum și între tija de miez și fitinguri.
Puncte cheie ale procesului
Parametrii de pultruziune: Gradientul de temperatură al matriței, viteza de tracțiune (0,5–2 m/min) și vâscozitatea rășinii trebuie să fie potrivite cu precizie pentru a evita porozitatea și alunecarea fibrelor.
Controlul legăturii: Uniformitatea acoperirii agentului de cuplare, temperatura de uscare și timpul de uscare afectează în mod direct fiabilitatea interfeței, care este nucleul prevenirii defecțiunii interne.
Procesul de vulcanizare: gradul de vulcanizare al cauciucului siliconic trebuie să fie mai mare sau egal cu 90% pentru a evita reducerea rezistenței la îmbătrânire și a performanței de izolare cauzate de sub-vulcanizare.
Probleme și soluții comune
Delipirea interfeței: Optimizați rugozitatea sablare, selectați un agent de cuplare adecvat și controlați strict uscarea și îndepărtarea umezelii.
Îndoirea miezului tijei: Asigurați o tensiune uniformă a fibrelor, temperatura simetrică a matriței și o viteză stabilă de tracțiune în timpul pultruziei.
Bulele de aer interne: Asigurați o degazare completă a rășinii, o evacuare suficientă a aerului în timpul preformării și reduceți viteza de pultruziune.