Поддержка по электронной почте
247886802@qq.comПозвоните в службу поддержки
+86-13258111863
Когда говорят про намотку, сразу представляют станок с вращающейся оправкой и ровные витки волокна. Но те, кто реально занимался производством, знают: здесь каждый миллиметр угла намотки влияет на прочность. У нас в ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы через год после запуска в 2022-м пришлось переделывать всю технологию для труб высокого давления — классические схемы не работали при циклических нагрузках.
Помню первый заказ на сосуды давления для химической отрасли. Конструкторы рассчитали всё по ГОСТам, но при испытаниях появились микротрещины в зоне горловины. Разбирались три недели: оказалось, при намотке не учли разницу в коэффициенте температурного расширения между металлической фланцевой вставкой и углепластиком. Пришлось разрабатывать переходный слой из стеклоровинга.
Особенно проблемными были участки с переменной толщиной стенки. Технологи настаивали на постоянном шаге, но для сложных профилей это невозможно. Пришлось внедрять систему ЧПУ с обратной связью по напряжению нити — оборудование от немецких партнёров стоило дорого, но без этого получался брак до 30%.
Сейчас для каждого нового изделия сначала делаем пробную намотку на демонстрационной оправке. Последний проект для аэрокосмической отрасли показал: даже при использовании препрегов Toray T800 нужно корректировать программу минимум пять раз перед серийным выпуском.
Многие недооценивают влияние вязкости смолы на процесс. Для эпоксидной системы EPIKOTE 05711 мы подбирали температуру подогрева ванны методом проб — от 40°C нить рвётся, при 35°C смола не успевает пропитать волокно. В итоге остановились на 38°C с принудительной циркуляцией.
Самая сложная история была с углеводородными смолами для изделий работающих в агрессивных средах. Лабораторные тесты показывали отличные результаты, но при намотке на скорости выше 2 м/мин появлялись непропитанные зоны. Пришлось полностью менять систему подачи и ставить дополнительный каландр.
С полимеризацией вообще отдельная тема. Для толстостенных конструкций типа опор ЛЭП нельзя использовать стандартный цикл — внутренние напряжения деформируют изделие. Мы разработали ступенчатый режим с выдержкой при 80°C, потом плавный подъём до 135°C. Но для каждой новой смолы параметры приходится подбирать заново.
В 2023 году делали партию труб для нефтяной отрасли с рабочим давлением 25 МПа. После месяца эксплуатации заказчик сообщил о расслоении в зоне резьбовых соединений. При анализе выяснилось: при намотке использовали недостаточное натяжение нити — 12 Н вместо требуемых 18 Н. Переделали всю партию за свой счёт.
Интересный опыт получили при работе с гибридными конструкциями. Для каркасов ветрогенераторов комбинировали стекло- и углеволокно. При одинаковой программе намотки модули упругости материалов отличались в 3 раза — появилась неравномерность нагрузки. Спецы из нашего НИОКР предложили зонированное упрочнение, но это увеличило цикл производства на 40%.
Сейчас на площадке в промышленном парке Тяньфу запустили линию для намотки конструкций до 8 метров длиной. Для таких габаритов пришлось полностью пересмотреть систему поддержки оправки — стандартные центрирующие ролики не обеспечивали точность лучше 0,5 мм.
Визуальный контроль при намотке — это только верхний уровень. Мы внедрили систему термографии в реальном времени: камера фиксирует температурные аномалии ещё до начала полимеризации. На последнем проекте для железнодорожных цистерн это помогло выявить неравномерность пропитки в 70% случаев.
Обязательный этап — ультразвуковой контроль после отверждения. Но здесь есть тонкость: для многослойных конструкций с разной ориентацией волокна нужно менять частоту датчика. Для углеткани 3К используем 5 МГц, для стеклоровинга — 2,25 МГц.
Самые сложные дефекты — те, что проявляются через месяцы. Для ответственных изделий теперь проводим ускоренные испытания на старение: циклические нагрузки в солевом тумане. После тестов с трубой ?400 мм для химического завода пришлось менять тип праймера для металлокомпозитного интерфейса.
Сейчас активно тестируем намотку с термопластичными матрицами. Проблема в том, что PEEK и PEKK требуют температур под 400°C — стандарчное оборудование не справляется. Заказали экспериментальную установку у китайских коллег, но пока стабильность процесса оставляет желать лучшего.
Для ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы основное направление — это крупногабаритные конструкции. Но здесь упираемся в логистику: при длине свыше 12 метров перевозка становится дороже производства. Рассматриваем вариант мобильных комплексов для намотки на месте монтажа.
Самое перспективное — это комбинированные методы. Например, намотка плюс автоматическая выкладка для зон сложной геометрии. Наш техотдел уже прорабатывает гибридную установку, но пока программное обеспечение не позволяет seamlessly переключаться между процессами.
Себестоимость намотки на 60% определяется ценой волокна. Когда в 2022-м подорожали углеволоконные нити, пришлось пересматривать техпроцессы. Для неответственных изделий начали использовать гибридные материалы — чередование углеродных и стеклянных слоёв.
Скорость — ключевой параметр. При наших объёмах увеличение скорости намотки на 0,5 м/мин даёт экономию около 120 тыс. рублей в месяц на одной линии. Но здесь предел устанавливает качество пропитки — выше 8 м/мин даже с низковязкими смолами начинаются проблемы.
Оборудование требует постоянного обслуживания. Системы натяжения нити калибруем каждые 200 часов работы — пружинные механизмы быстро изнашиваются. На замену переходим на сервоприводы, но они увеличивают стоимость линии на 25%.
