Bobinado de filamento de vidrio ECR Roving
La mecha de bobinado de fibra de vidrio es un tipo de hilo de fibra continua. Está diseñado según los requisitos del proceso de bobinado del filamento. El hilo en sí se extrae de una composición de vidrio ECR. Este hilo es continuo en toda su longitud sin empalmes. El bobinado de filamento se refiere a impregnar hilo de fibra con resina y luego enrollarlo sobre un mandril giratorio siguiendo un patrón predeterminado. Después del curado se retira el mandril para obtener productos huecos. Esta mecha está preparada específicamente para este método de formación y no es adecuada para otros procesos. Pertenece a una categoría especializada dentro de los hilos de fibra de vidrio. Durante la producción de esta mecha se equilibran las propiedades de agrupación y extensión de las fibras. Durante el bobinado, la mecha debe extenderse uniformemente para lograr una impregnación de resina adecuada. Al mismo tiempo, la mecha debe mantener una agrupación suficiente para evitar que se disperse durante el guiado del hilo. La elección de la composición del vidrio ECR se basa en una consideración exhaustiva del coste y la resistencia al agua. En comparación con el vidrio E, el coste de la materia prima del vidrio ECR es relativamente menor. Al mismo tiempo, la retención de resistencia del vidrio ECR en condiciones de humedad puede cumplir con los requisitos de la mayoría de los productos industriales. Esta mecha se somete a pruebas de uniformidad de tensión antes de salir de fábrica. Los estándares de prueba se refieren a los requisitos de tensión típicos del proceso de bobinado. La dureza y suavidad del hilo también se controlan dentro de un rango moderado. El hilo demasiado duro tiende a crear arrugas en las curvas del mandril. El hilo demasiado suave tiende a crear un ancho desigual durante el proceso de bobinado. El objetivo de diseño de este producto es cumplir con los requisitos de rendimiento de los productos bobinados convencionales y al mismo tiempo garantizar la estabilidad del proceso.
Este producto se utiliza principalmente para fabricar productos tipo tubería. Las tuberías incluyen tuberías de transmisión de agua y tuberías de transferencia de productos químicos. Los tanques representan otra dirección de aplicación principal, incluidos los tanques de almacenamiento verticales y los tanques de almacenamiento horizontales. Para recipientes a presión, se puede utilizar para fabricar pequeños cilindros de gas comprimido. Para perfiles de FRP es adecuado para realizar formas de sección transversal constante, como tubos redondos y vigas en I. Estos productos comparten la característica común de tener formas exteriores cilíndricas o curvas. El espesor de la pared del producto varía desde unos pocos milímetros hasta varias decenas de milímetros. Todos los productos forman en última instancia plástico reforzado con fibra de vidrio como material compuesto. Para productos de tubería, diferentes diámetros corresponden a diferentes opciones de títulos de hilo. Las tuberías con diámetros entre cincuenta y doscientos milímetros suelen utilizar mecha de 1200 hilos. Las tuberías con diámetros entre doscientos y quinientos milímetros suelen utilizar mecha de 2400 hilos. Las tuberías con diámetros superiores a quinientos milímetros utilizan mecha de 4800 hilos. Los productos de tanque siguen el mismo patrón, pero los tanques suelen tener paredes más gruesas en comparación con las tuberías. La sección cilíndrica de los tanques utiliza una combinación de devanado en aro y devanado longitudinal. Los recipientes a presión requieren una mayor cantidad de capas de bobinado debido a la necesidad de soportar la presión interna. Los extremos del domo de los recipientes a presión tienen cambios de curvatura significativos que requieren cierta adaptabilidad de la mecha. Los productos de tubos redondos entre los perfiles de FRP son similares a las tuberías, pero suelen tener paredes más delgadas. Para perfiles no circulares como vigas I, la mecha debe mantener un ancho estable durante el bobinado. Todos los productos requieren que la mecha mantenga un cierto nivel de tensión antes del curado. El nivel de tensión se ajusta según el diámetro del producto y el número de hilos. Los productos de diámetro pequeño requieren una tensión menor para evitar la deformación del mandril. Los productos de gran diámetro pueden utilizar una tensión más alta para aumentar la fracción de volumen de fibra. Este producto no es adecuado para fabricar productos de panel plano o piezas curvas complejas no rotacionales. Porque el proceso de bobinado en sí solo puede producir de manera eficiente formas con simetría rotacional.
El número de hilos se expresa en tex como unidad. Tex se refiere al peso en gramos de hilo por kilómetro. La mecha de 1200 hilos pertenece a la especificación más fina. La mecha de 2400 hilos es una especificación intermedia comúnmente utilizada. La mecha de 4800 hilos pertenece a la especificación más tosca. Los tres títulos de hilo mantienen la forma del filamento continuo. El hilo en sí no tiene torsión o sólo tiene una cantidad muy pequeña de torsión inicial. La elección del número de hilo a utilizar depende principalmente del diámetro del producto y de los requisitos de espesor de pared. Los productos de pared delgada de diámetro pequeño generalmente utilizan mecha de 1200 hilos. Los productos de pared regular de diámetro medio utilizan mecha de 2400 hilos. Los productos de pared gruesa de gran diámetro utilizan mecha de 4800 hilos. Los usuarios pueden hacer coincidir el número de hilo correspondiente según las dimensiones de su mandril. El ancho de una sola hebra de la mecha de 1200 hilos suele estar entre cinco y ocho milímetros. El ancho de una sola hebra de la mecha de 2400 hilos suele estar entre ocho y doce milímetros. El ancho de una sola hebra de la mecha de 4800 hilos suele estar entre doce y dieciocho milímetros. El ancho del hilo afecta la condición de superposición entre hilos adyacentes durante el bobinado. Los hilos de menor ancho son adecuados para hacer estructuras finas o áreas con alta curvatura. Los hilos de mayor ancho pueden cubrir áreas más grandes, lo que ayuda a mejorar la eficiencia del bobinado. Los tres títulos de hilo se pueden utilizar en combinación con varios hilos. Por ejemplo, dos hebras de mecha de 1200 hilos pueden reemplazar una hebra de mecha de 2400 hilos. Sin embargo, este método de reemplazo requiere ajustes en el sistema de guía del hilo. El rango de tolerancia permitido para el título del hilo suele estar dentro de más o menos el cinco por ciento. El hilo fuera de este rango puede causar un espesor desigual de la pared del producto. La mecha está sometida a una fuerza de tracción durante el proceso de bobinado. Esta fuerza de tracción reduce ligeramente el ancho del hilo y aumenta ligeramente la longitud. Este cambio es un fenómeno normal y no afecta significativamente la calidad del producto. La mecha debe mantener una tensión de desenrollado adecuada cuando se retira de la fileta. Demasiada tensión al desenrollar provoca rayones en la superficie del paquete de hilo. Una tensión de desenrollado demasiado pequeña hace que el hilo se suelte y se enrede en la guía del hilo. La forma del paquete de este producto son paquetes de hilo cilíndricos. El peso neto de cada bulto suele oscilar entre diez y veinte kilogramos. Tanto el diámetro interior como el diámetro exterior del paquete tienen especificaciones estándar. Este diseño está pensado para adaptarse a diferentes modelos de filetas de máquinas bobinadoras.
Esta mecha se produce utilizando una composición de vidrio ECR. El vidrio ECR tiene un contenido de óxido de metal alcalino en un nivel moderado. Este diseño de composición proporciona una resistencia al agua decente. La morfología del hilo es de fibra de vidrio continua sin trocear ni cortar. La forma continua asegura una transferencia uniforme de tensión durante el proceso de bobinado. La superficie del hilo tiene adherida una capa de agente de acoplamiento. El agente de acoplamiento sirve para mejorar la unión entre el hilo y la resina. El diámetro del filamento se controla dentro de un rango moderado. Esta gama proporciona flexibilidad al hilo y desarrollo de resistencia. Este producto no tiene el alto aislamiento eléctrico del vidrio E. Pero en condiciones de humedad moderada su rendimiento mecánico es relativamente estable. El tipo de agente de acoplamiento suele ser a base de silano. Un extremo del agente de acoplamiento de silano se adhiere a la superficie de la fibra de vidrio. El otro extremo reacciona con grupos activos en la matriz de resina. Esta conexión química mejora la fuerza de la unión interfacial. La composición química del vidrio ECR contiene aproximadamente un sesenta por ciento de dióxido de silicio. El óxido de calcio y el óxido de aluminio son otros dos componentes principales. La cantidad total de óxidos de metales alcalinos se controla entre ocho y doce por ciento. Este rango de contenido de álcalis le da a la fibra de vidrio una estabilidad química moderada. El rango típico de diámetro de filamento está entre catorce y diecisiete micrómetros. Este rango de diámetro ha sido validado mediante un uso prolongado en el proceso de bobinado. Las fibras demasiado finas tienden a producir más filamentos rotos durante la producción. Las fibras demasiado gruesas afectan la suavidad del hilo. La forma de filamento continuo significa que cada sección transversal del hilo contiene varios cientos de filamentos individuales. Una mecha de 2400 hilos contiene aproximadamente entre mil quinientos y dos mil filamentos. Estos filamentos son aproximadamente paralelos dentro del hilo pero no perfectamente rectos. Hay una ligera ondulación y cruce entre los filamentos, pero la orientación general permanece paralela. Esta disposición paralela ayuda a distribuir la tensión de manera uniforme a cada filamento durante el bobinado. La resistencia a la rotura de la mecha depende principalmente de la resistencia de los filamentos individuales y de la coordinación entre ellos. La cantidad de recubrimiento de agente de acoplamiento normalmente se controla entre 0,3 y 0,8 por ciento del peso del hilo. Una cantidad insuficiente de recubrimiento conduce a una unión interfacial insuficiente. Demasiado recubrimiento hace que la superficie del hilo sea demasiado resbaladiza y afecta el manejo. Este producto no es adecuado para productos que requieren inmersión prolongada en ambientes ácidos o alcalinos fuertes. Porque la resistencia a la corrosión del vidrio ECR tiene su rango aplicable. Es confiable para su uso en ambientes ordinarios de agua dulce y medios químicos neutros.
La mecha enrollada debe mantener su bolsa de embalaje sellada cuando no esté en uso. Esto se hace para evitar que el hilo absorba la humedad del aire. Después de abrir la bolsa es mejor utilizar el hilo dentro de las veinticuatro horas. Si no se utiliza todo de una vez, se debe volver a cerrar el envase. La tensión del hilo debe ajustarse adecuadamente según el diámetro del producto y el número del hilo. Demasiada tensión puede causar daños al hilo y generación de pelusa. Una tensión demasiado baja provoca una compacidad insuficiente en el interior del producto. Durante el proceso de bobinado, la acumulación de pelusa en las guías del hilo debe limpiarse periódicamente. Los restos de fibra adheridos a los rodillos de resina también deben eliminarse rápidamente. Este producto no es adecuado para fabricar componentes eléctricos que requieran un alto rendimiento de transmisión de ondas. Se recomienda controlar la temperatura de almacenamiento entre quince y treinta y cinco grados centígrados. Lo ideal es que la humedad relativa en el entorno de almacenamiento no supere el sesenta y cinco por ciento. Después de sacarla del almacenamiento, se debe dejar que la mecha alcance la temperatura ambiente dentro de su bolsa de embalaje antes de abrirla. Si se abre directamente a bajas temperaturas, la humedad del aire se condensará en la superficie del hilo. La humedad condensada afecta la humectación del hilo por la resina. El recorrido de la mecha en la máquina bobinadora debe ser lo más recto posible. Demasiadas curvas y giros aumentan la fricción en la mecha y generan pelusa. Las superficies de las guías de hilo y los rodillos de resina deben ser lisas y sin rebabas. Los componentes guía de superficie rugosa rayan la capa de agente de acoplamiento en la superficie del hilo. La mecha de diferentes lotes debe validarse con pequeñas muestras antes de su uso. La validación de una pequeña muestra puede confirmar la compatibilidad de ese lote de mecha con la resina que se está utilizando. Durante el almacenamiento, la mecha debe evitar la luz solar directa y la cocción en fuentes de calor. La exposición a los rayos ultravioleta degrada la capa del agente de acoplamiento. Los ambientes de alta temperatura aceleran el envejecimiento de la capa del agente de acoplamiento. Al apilar paquetes de hilo, no los apile demasiado alto para evitar la deformación de los paquetes en la parte inferior. Los paquetes de hilo deformados provocan fluctuaciones de tensión durante el desenrollado. Las fluctuaciones de la tensión de desenrollado provocan variaciones localizadas del espesor de los productos enrollados. Si se encuentra una gran cantidad de pelusa durante el uso, se debe detener la mecha. Una gran cantidad de pelusa indica que la resistencia a la abrasión de ese lote de mecha puede ser insuficiente. Los usuarios pueden informar este problema al proveedor y solicitar un reemplazo del lote. La vida útil de este producto sin abrir suele ser de doce meses. Para mechas más allá de su vida útil, se recomienda realizar pruebas de rendimiento antes de decidir si utilizarlas. Los elementos de prueba incluyen la resistencia a la rotura de la mecha y la velocidad de humectación de la resina. Si ambos indicadores cumplen los requisitos, se podrá seguir utilizando la mecha. La mecha que no cumpla los requisitos debe desecharse y no utilizarse de mala gana.
