Devanado de filamentos
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Devanado de filamentos
El devanado de filamentos (de inglés Filament winding) es un proceso de fabricación automatizado que implica enrollar fibras, mechas o cintas impregnadas de resina alrededor de un mandril para producir la forma deseada. Las máquinas de bobinado de filamentos toman fibras de refuerzo continuo de una o más fuentes y las dirigen a través de un lote de resina a un cabezal de alimentación que las enrolla alrededor de un mandril de diseño adecuado. Cuando se utiliza mecha preimpregnada, tornos especiales colocan el refuerzo en un patrón predeterminado para dar la máxima resistencia en las direcciones deseadas. El curado se realiza calentando el mandril, en un horno o mediante radiación infrarroja. Las resinas termoplásticas se pueden usar como matriz en lugar de termoendurecibles, con la ventaja de que los tubos o componentes se pueden procesar más, especialmente cuando se requieren curvas. Sin embargo, el campo está dominado por termoendurecibles. Una variante de FW es la envoltura con mandril. Esto utiliza una hoja preimpregnada o una cinta cortada a la forma deseada con la fibra de refuerzo orientada en el preimpregnado en el ángulo requerido. Se utiliza para fabricar componentes tubulares cuando el FW convencional no puede lograr velocidades de producción rápidas y bajos costos. Los componentes típicos fabricados mediante la envoltura de mandril son tubos cónicos y de lados paralelos con un grosor de pared de 1-2 pistones.
Las ventajas que presenta Filament Winding se pueden resumir en:
- alta naturaleza repetitiva de la deposición de fibras
- posibilidad de utilizar fibras continuas
- facilidad para colocar las fibras en cualquier dirección
- la curación no se realiza en autoclave
- posibilidad de crear estructuras de tamaño considerable
- obtener una fracción de alto volumen de fibras Vf
- Menores costos debido a la posibilidad de no utilizar preimpregnados
- Ofrecen un excelente control sobre la calidad y contenido de resina, uniformidad y ancho de la banda depositada constante
Por otro lado, Filament Winding tiene las siguientes desventajas:
- las formas deben ser tales que el mandril se pueda quitar
- imposibilidad de envolver con curvas inversas
- dificultad para cambiar la dirección de enrollamiento de las fibras
- necesita el husillo que puede ser complejo y costoso
- las superficies externas simples de los artefactos pueden dificultar la aerodinámica
Estas desventajas se han resuelto en parte por el hecho de que Filament Winding ha aumentado su importancia debido a la amplia disponibilidad de técnicas de automatización modernas. El uso de husillos de arena solubles en agua, husillos de yeso o husillos. Los tubulares metálicos han permitido obtener artefactos con una forma más compleja, dada su facilidad de extracción.
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