Filament winding
फिलामेंट वाइंडिंग एक निर्माण तकनीक है जिसका उपयोग मुख्य रूप से खुले (सिलेंडर) या बंद अंत संरचनाओं (दबाव वाहिकाओं या टैंकों) के निर्माण के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में एक घूर्णन मंडरल पर तनाव के तहत घुमावदार तंतु शामिल हैं। मेन्ड्रेल स्पिंडल (एक्सिस 1 या एक्सः स्पिंडल) के चारों ओर घूमता है जबकि एक गाड़ी (एक्सिस 2 या वाईः हॉरिज़ॉन्टल) पर एक डिलीवरी आई घूर्णन मेन्ड्रेल की धुरी के अनुरूप क्षैतिज रूप से गुजरती है, वांछित पैटर्न या कोण में फाइबर को नीचे रखती है। सबसे आम तंतु कांच या कार्बन होते हैं और स्नान के माध्यम से गुजरने से राल के साथ गर्भवती होते हैं क्योंकि वे मैंड्रेल पर घाव होते हैं। एक बार जब मेन्ड्रेल पूरी तरह से वांछित मोटाई तक ढक जाता है, तो राल ठीक हो जाता है। राल प्रणाली और इसकी उपचार विशेषताओं के आधार पर, अक्सर मैंड्रेल को ऑटोक्लेव किया जाता है या ओवन में गर्म किया जाता है या विकिरण हीटर के तहत घुमाया जाता है जब तक कि भाग ठीक नहीं हो जाता है। एक बार जब राल ठीक हो जाता है, तो खोखला अंतिम उत्पाद छोड़ते हुए, मैंड्रेल को हटा दिया जाता है या निकाला जाता है। गैस की बोतलों जैसे कुछ उत्पादों के लिए, 'मैंड्रेल' तैयार उत्पाद का एक स्थायी हिस्सा है जो गैस के रिसाव को रोकने के लिए एक लाइनर बनाता है या यौगिक को संग्रहीत किए जाने वाले तरल पदार्थ से बचाने के लिए एक बाधा के रूप में। फिलामेंट वाइंडिंग स्वचालन के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है, और कई अनुप्रयोग हैं, जैसे कि पाइप और छोटे दबाव वाले पात्र जो बिना किसी मानव हस्तक्षेप के घाव और ठीक किए जाते हैं। वाइंडिंग के लिए नियंत्रित चर फाइबर प्रकार, राल सामग्री, पवन कोण, टो या बैंडविड्थ और फाइबर बंडल की मोटाई हैं। जिस कोण पर रेशा घाव होता है, उसका अंतिम उत्पाद के गुणों पर प्रभाव पड़ता है। एक उच्च कोण "घेरा" परिधीय शक्ति प्रदान करेगा, जबकि निचले कोण पैटर्न (या तो ध्रुवीय या पेचदार) अधिक अनुदैर्ध्य/अक्षीय तन्यता शक्ति प्रदान करेगा। वर्तमान में इस तकनीक का उपयोग करके उत्पादित किए जा रहे उत्पादों में पाइप, गोल्फ क्लब शाफ्ट, रिवर्स ऑस्मोसिस मेम्ब्रेन हाउसिंग, पतवार, साइकिल कांटे, साइकिल रिम्स, पावर और ट्रांसमिशन पोल, प्रेशर वेसल, मिसाइल केसिंग, एयरक्राफ्ट फ्यूजलेज, लैंप पोस्ट और याट स्पार्स शामिल हैं। फिलामेंट वाइंडिंग मशीन सबसे सरल वाइंडिंग मशीन में गति के दो अक्ष होते हैं, मैंडरेल रोटेशन और कैरिज ट्रैवल (आमतौर पर क्षैतिज)। दो कुल्हाड़ी मशीनें केवल पाइप के निर्माण के लिए सबसे उपयुक्त हैं। एल. पी. जी. या सी. एन. जी. पात्रों (उदाहरण के लिए) जैसे दबाव वाले जहाजों के लिए चार-अक्ष घुमावदार मशीन होना सामान्य है। एक चार अक्ष मशीन में अतिरिक्त रूप से वाहन यात्रा के लिए एक रेडियल (क्रॉस-फीड) अक्ष लंबवत होता है और क्रॉस-फीड अक्ष पर एक घूर्णन फाइबर भुगतान शीर्ष होता है। पेआउट हेड रोटेशन का उपयोग फाइबर बैंड को मुड़ने से रोकने के लिए किया जा सकता है और इस प्रकार वाइंडिंग के दौरान चौड़ाई में बदलाव होता है। चार से अधिक अक्षों वाली मशीनों का उपयोग उन्नत अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, छह-अक्ष घुमावदार मशीनों में आमतौर पर 3 रैखिक और 3 घूर्णन अक्ष होते हैं। 2 से अधिक अक्षों वाली मशीनों में कंप्यूटर/सी. एन. सी. नियंत्रण होता है, हालाँकि इन दिनों नई 2-अक्ष वाली मशीनों में ज्यादातर संख्यात्मक नियंत्रण होता है। कंप्यूटर नियंत्रित फिलामेंट वाइंडिंग मशीनों को वाइंडिंग पैटर्न और मशीन पथ उत्पन्न करने के लिए सॉफ्टवेयर के उपयोग की आवश्यकता होती है, इस तरह के सॉफ्टवेयर को आम तौर पर फिलामेंट वाइंडिंग मशीन निर्माताओं द्वारा या कैडफिल या कैडविंड जैसे स्वतंत्र उत्पादों का उपयोग करके प्रदान किया जा सकता है, सीएनसी मशीनों के लिए प्रोग्रामिंग तकनीकों की समीक्षा में पाया जा सकता है। इस तरह की वाइंडिंग प्रक्रिया का एक उदाहरण पूरे वेब पर पाया जा सकता है। प्रक्रिया फिलामेंट वाइंडिंग की प्रक्रिया; फाइबर स्ट्रैंड/रोविंग की निरंतर लंबाई का उपयोग करता है (जिसे डायरेक्ट सिंगल एंड रोविंग कहा जाता है), या टेप के परिणामस्वरूप समग्र मैट्रिक्स (70-80%) में कांच के उच्च प्रतिशत के कारण उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात वाली सामग्री के खोल में पैटर्न अनुदैर्ध्य, परिधि, पेचदार या ध्रुवीय हो सकते हैं। निरंतर घुमावदार प्रक्रिया निरंतर घुमावदार प्रक्रियाओं का उपयोग कम दबाव, छोटे से बहुत बड़े व्यास के पाइपों के निर्माण के लिए किया जाता है जो एक अंतहीन बैंड (आमतौर पर ड्रोस्टहोल्म प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है) से बने मैंड्रेल पर लगातार होते हैं। इस प्रक्रिया के माध्यम से निर्मित पाइपों का उपयोग मुख्य रूप से मीडिया (पानी, सीवेज, अपशिष्ट जल) संचरण/वितरण नेटवर्क के लिए किया जाता है। निरंतर फिलामेंट वाइंडिंग मशीन आमतौर पर 2 अक्ष मशीनें होती हैं जो फाइबर, फाइबरग्लास कपड़े, घूंघट को एक निरंतर घेरा पैटर्न में रखने में सक्षम होती हैं। ये मशीनें आमतौर पर कई चॉपर मोटर्स (भाग पर बहु दिशात्मक फाइबर प्लेसमेंट प्रदान करने के लिए) और रेत हॉपर (भाग पर रेत छोड़ने और संरचनात्मक रूप से मजबूत कोर प्रदान करने के लिए) से लैस होती हैं। फाइबर ग्लास बैंड के लिए ले के कोण को अनुकूलित करने के लिए बहु अक्ष मशीन का उपयोग किया जाता है। अन्य फिलामेंट वाइंडिंग उपकरण फाइबरग्लास इम्प्रेग्नेशन फाइबरग्लास डायरेक्ट रोविंग्स को एक राल स्नान में विसर्जित किया जाता है जहां उन्हें राल प्रणाली के साथ लेपित किया जाता है। फाइबरग्लास रोविंग में प्रत्येक स्ट्रैंड को साइजिंग केमिस्ट्री के साथ लेपित किया जाता है जो फाइबरग्लास स्ट्रैंड और राल के बीच माध्यमिक बंधन प्रदान करता है। आकार एकल राल प्रणाली संगत (जैसे पॉलिएस्टर संगत या एपॉक्सी संगत) या बहु-प्रणाली संगत (पॉलिएस्टर + एपॉक्सी + पॉलीयुरेथेन संगत) हो सकता है। आकार की संगतता राल और फाइबर के बीच एक बंधन सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण है, सिवाय पॉलीयूरेथेन राल प्रणालियों के मामले में जहां राल सीधे कांच के साथ-साथ आकार के साथ भी समान रूप से जुड़ा होता है। पारंपरिक राल गर्भाधान प्रणालियाँ "डब्ल्यू डिप बाथ" या "डॉक्टरिंग रोल" डिज़ाइन हैं, हालाँकि हाल ही में अपशिष्ट को कम करने, राल गर्भाधान प्रभावशीलता को अधिकतम करने और समग्र मैट्रिक्स गुणों में सुधार करने के लिए गर्भाधान स्नान में बड़ी प्रगति हुई है। इसके परिणामस्वरूप पारंपरिक स्नान की तुलना में कहीं अधिक बेहतर गर्भाधान और कांच अनुपात में राल नियंत्रण होता है। गर्भाधान किए गए टो को तब शाब्दिक रूप से एक नियंत्रित पैटर्न में एक मैंड्रेल (मोल्ड कोर) के चारों ओर घाव किया जाता है ताकि भाग का आकार बनाया जा सके। वाइंडिंग के बाद, राल को ठीक किया जाता है, आमतौर पर गर्मी का उपयोग करके। मोल्ड कोर को हटाया जा सकता है या भाग के एक अभिन्न घटक (रोसाटो, डी. वी.) के रूप में छोड़ा जा सकता है। इस प्रक्रिया का उपयोग मुख्य रूप से खोखले, आम तौर पर गोलाकार या अंडाकार अनुभाग वाले घटकों के लिए किया जाता है, जैसे कि पाइप और टैंक। दबाव पात्र, पाइप और ड्राइव शाफ्ट सभी का निर्माण फिलामेंट वाइंडिंग का उपयोग करके किया गया है। इसे अन्य फाइबर अनुप्रयोग विधियों जैसे हाथ लेआउट, पुल्ट्रूज़न और ब्रेडिंग के साथ जोड़ा गया है। कम्पैक्शन फाइबर टेंशन के माध्यम से होता है और राल सामग्री मुख्य रूप से मीटर की जाती है। फाइबर को वाइंडिंग (गीली वाइंडिंग), प्री-इम्प्रेग्नेटेड (ड्राई वाइंडिंग) या पोस्ट-इम्प्रेग्नेटेड से पहले राल के साथ इम्प्रेग्नेटेड किया जा सकता है। वेट वाइंडिंग में लंबे भंडारण जीवन और कम चिपचिपाहट के साथ सबसे कम लागत वाली सामग्री का उपयोग करने के फायदे हैं। पूर्व-संवर्धित प्रणालियाँ अधिक सुसंगत राल सामग्री वाले भागों का उत्पादन करती हैं और अक्सर उन्हें तेजी से घाव किया जा सकता है। फाइबरग्लास टेंशनर फाइबर टेंशन समग्र संरचनाओं के निर्माण में एक महत्वपूर्ण तत्व है। यदि स्ट्रैंड पर तनाव बहुत कम है, तो समग्र टुकड़े टुकड़े की संरचना में कम यांत्रिक शक्ति और प्रदर्शन होगा। यदि तनाव बहुत अधिक है, तो तारों को स्टैंड या फ़ज़ बिल्डअप के टूटने का अनुभव हो सकता है। अत्यधिक तनाव के कारण, लैमिनेट में राल और कांच का अनुपात भी एक स्वीकार्य सीमा से अधिक हो सकता है जिसके परिणामस्वरूप लैमिनेट्स होते हैं जो मीडिया और तरल पदार्थों के परिवहन में अनुपयुक्त होते हैं। फाइबरग्लास टेंशनर फाइबरग्लास स्ट्रैंड्स के गर्भाधान से पहले या बाद में अपने स्थान के आधार पर शुष्क या गीला तनाव प्रदान कर सकते हैं। सामग्री ग्लास फाइबर वह फाइबर है जिसका उपयोग अक्सर फिलामेंट वाइंडिंग के लिए किया जाता है, कार्बन और अरामिड फाइबर का भी उपयोग किया जाता है। अधिकांश उच्च शक्ति महत्वपूर्ण एयरोस्पेस संरचनाओं का उत्पादन एपॉक्सी या पॉलीयूरेथेन रेजिन के साथ किया जाता है, जिसमें अधिकांश अन्य अनुप्रयोगों के लिए एपॉक्सी, पॉलीयूरेथेन या सस्ते पॉलिएस्टर रेजिन निर्दिष्ट किए जाते हैं। बिना किसी ब्रेक या जॉइन के निरंतर सुदृढीकरण का उपयोग करने की क्षमता एक निश्चित लाभ है, जैसा कि उच्च फाइबर मात्रा अंश है जो लगभग 60 प्रतिशत से 80 प्रतिशत प्राप्त करने योग्य है। फिलामेंट घाव संरचना की केवल आंतरिक सतह चिकनी होगी जब तक कि बाहरी सतह पर एक माध्यमिक ऑपरेशन नहीं किया जाता है। मेन्ड्रेल को हटाने से पहले घटक को आम तौर पर उच्च तापमान पर ठीक किया जाता है। मशीनिंग या ग्राइंडिंग जैसे फिनिशिंग ऑपरेशन आम तौर पर आवश्यक नहीं होते हैं (फर्नेस, जे., Azom.com)। रेजिनः कोई भी, जैसे। एपॉक्सी, पॉलीयुरेथेन, पॉलिएस्टर, विनिलेस्टर, फेनोलिक्स, फ्यूरान्स, पॉलीमाइड्स। फाइबरः ग्लास, अरामिड, कार्बन और बोरॉन फाइबर। रेशों का उपयोग सीधे एक क्रील से किया जाता है और कपड़े के रूप में बुना या सिलवाया नहीं जाता है। कोरः कोई भी, हालांकि घटक आमतौर पर एकल त्वचा होते हैं। जोखिम उत्सर्जन पॉलिएस्टर और विनाइल एस्टर राल प्रणालियों का उपयोग करके फाइबरग्लास निर्माण प्रक्रियाओं में कर्मचारी कई खतरों के संपर्क में आते हैं-उच्च स्तर का स्टाइरीन। जैसे-जैसे स्टाइरीन उत्सर्जन नियंत्रण और सीमाएँ सख्त होती जा रही हैं, उद्योग धीरे-धीरे पॉलीयुरेथेन जैसी राल प्रणालियों की ओर बढ़ रहा है जिनमें अस्थिर सॉल्वैंट्स नहीं हैं। बिस्फेनॉल ए बिस्फेनॉल ए (बी. पी. ए.) एपॉक्सी राल प्रणालियों का एक प्रमुख घटक है। बी. पी. ए. एक संदिग्ध अंतःस्रावी विघटनकारी है और कई देशों में शिशु की बोतलों जैसे उत्पादों में इसका उपयोग करने पर प्रतिबंध है। क्योंकि बी. पी. ए. पशु अध्ययनों में एक प्रजनन, विकासात्मक और प्रणालीगत विषाक्त है और कमजोर रूप से एस्ट्रोजेनिक है, विशेष रूप से बच्चों के स्वास्थ्य और पर्यावरण पर इसके संभावित प्रभाव के बारे में सवाल हैं। यू. एस.-ई. पी. ए. पानी और अपशिष्ट जल पाइपों को अस्तर करने वाली बी. पी. ए. आधारित सामग्री में बी. पी. ए. के लिए वैकल्पिक विश्लेषण शुरू करने का इरादा रखता है क्योंकि इस अनुप्रयोग में मानव और पर्यावरणीय जोखिम की क्षमता हो सकती है। पाइप जैसे एपॉक्सी-आधारित मिश्रित उत्पादों से बी. पी. ए. उच्च तापमान के अधीन होने पर तरल माध्यम (पानी) में बाहर निकल सकता है और यह चिंता का कारण है। विषाक्त और खतरनाक उपचार एम. ई. के. पी. एक गंभीर त्वचा की जलन है और इसके कारण प्रगतिशील संक्षारक क्षति या अंधापन होने का संदेह था। एम. डी. ए. (4,4 '-डायमिनोडेफिनाइल मीथेन) एक संदिग्ध कार्सिनोजेन है संदर्भ बाहरी लिंक यूरेथेन कम्पोजिट्स ग्रुप-ग्राउंड ब्रेकिंग फिलामेंट वाइंडिंग पॉलीयुरेथेन रेजिन, प्रौद्योगिकी और उपकरण स्वचालित समग्र सामग्री निर्माण तकनीक