Princípy návrhu zariadenia na lisovanie sklenených vlákien: Presná integrácia procesu založená na nepretržitom vytvrdzovaní
Zariadenia na lisovanie na výrobu sklenených vlákien sú hlavným zariadením na dosiahnutie nepretržitej výroby plastov-vystužených vláknami. Princíp jeho dizajnu sa točí okolo troch hlavných línií: nepretržitá trakcia, presné vytvrdzovanie a stabilné tvarovanie. Prostredníctvom integrácie multidisciplinárnych technológií vytvára efektívny a kontrolovateľný výrobný systém.
Konštrukcia zariadenia je založená na mechanizme formovania materiálu. Sklolaminát sa skladá z kompozitných vlákien a živice. Proces pultrúzie vyžaduje ťažnú silu na nepretržitý prechod zväzkov vlákien -impregnovaných živicou cez vyhrievanú formu, kde sa živica zosieťuje- a vytvrdzuje teplom, čím sa nakoniec vytvorí produkt s konštantným prierezom-. Preto je základnou logikou zariadenia simulácia a zlepšenie tohto fyzikálno-chemického procesu. Prostredníctvom synergie mechanickej štruktúry a riadiaceho systému zaisťuje dostatočnú impregnáciu vlákna, rovnomerné teplotné pole a prispôsobenie trakcie a rýchlosti vytvrdzovania.
Z konštrukčného hľadiska sa návrh zariadenia riadi princípom funkčnej modularizácie. Systém rámu priadze musí zabezpečiť, aby boli viaceré pramene vlákien usporiadané paralelne s vyváženým napätím, aby sa zabránilo prepleteniu alebo uvoľneniu, ktoré by mohlo ovplyvniť presnosť usporiadania. Zariadenie na predbežné tvarovanie používa vodiace drážky a prítlačné valce na počiatočné tvarovanie voľných zväzkov vlákien do tvaru blízkeho prierezu produktu-, čím sa znižuje riziko premiestnenia vlákien vo forme. Impregnačná nádrž má otvorený alebo uzavretý dizajn v kombinácii so zariadeniami na miešanie a reguláciu teploty, aby sa zabezpečilo, že viskozita živice a doba impregnácie vlákna sú optimálne zosúladené. Ohrev formy je kľúčovým dizajnovým zameraním, typicky navrhnutý so segmentovanými teplotnými zónami (predhrievanie, gélovanie, vytvrdzovanie a chladenie). Proces reakcie živice je riadený vedením tepla a konvekciou; hladkosť vnútornej steny formy a presnosť dutiny priamo určujú kvalitu povrchu výrobku a rozmerové tolerancie. Trakčný stroj musí mať výstupné charakteristiky s konštantnou silou alebo konštantnou rýchlosťou a jeho upínací mechanizmus a prevodový systém musia pôsobiť proti reakčnej sile generovanej zmršťovaním, aby sa zachovala nepretržitá a stabilná trakcia. Rezacia jednotka vykonáva synchrónne rezanie s pevnou{8}}dĺžkou podľa nastavenej dĺžky, čo si vyžaduje vysoký stupeň koordinácie medzi činnosťou a rýchlosťou ťahu.
Dizajn riadiaceho systému stelesňuje inteligentné jadro. Moderné zariadenia zvyčajne využívajú ako jadro PLC alebo priemyselný počítač, ktorý integruje uzavretú{1}} slučku riadenia viacerých parametrov, ako je teplota, tlak a rýchlosť. Senzory poskytujú-spätnú väzbu v reálnom čase o kolísaní teploty, kolísaní ťažnej sily a zmenách viskozity živice v rôznych zónach formy, pričom dynamicky upravujú vykurovací výkon a rýchlosť ťahu, aby sa zabezpečila stabilita procesu. Okrem toho sa pri návrhu musí brať do úvahy optimalizácia energetickej účinnosti, ako je využitie spätného získavania odpadového tepla na zníženie spotreby energie na chladenie alebo optimalizácia kanálov toku formy a distribúcie teplotných zón prostredníctvom simulácie na zníženie odpadu materiálu.
Vo všeobecnosti je konštrukčným princípom zariadenia na lisovanie sklenených vlákien premeniť kontinuálnu výrobu vlákien-vystužených materiálov na kvantifikovateľné a replikovateľné presné inžinierstvo prostredníctvom presného prispôsobenia mechanických štruktúr a inteligentného dynamického riadenia, ktoré poskytuje základnú podporu pre-výrobu kompozitných materiálov vo veľkom meradle.