Rury kompozytowe – węglowe, szkło-epoksydowe

Awatar użytkownika
verex
Supersonic PROFI
Posty: 642
Rejestracja: poniedziałek, 25 lip 2011, 19:38
Lokalizacja: Tczew/Kingston upon Thames
Kontakt:

Rury kompozytowe – węglowe, szkło-epoksydowe

Post autor: verex » niedziela, 1 lip 2018, 02:35

Cześć,

U mnie w firmie w końcu na dobre odpalił mniejszy prototyp nawijarki do kompozytów. Chcę potestować maszynę i wyrwać pozostałe niedociągnięcia konstrukcyjne przed budową finalnej dużej wersji, więc wychodzę z ofertą ;).
Jeśli ktoś nie boi się pierwszych egzemplarzy, a chciałby wyrwać lekkie i mocne rury z włókna węglowego nieco taniej niż będą oferowane docelowo, to jest okazja. Nawijam rury do 120cm profilu użytecznego na mandreli 150cm do średnicy 20cm. Średnice mandreli takie jak standardowe rury aluminiowe dostępne na rynku.

Obrazek

Wycena indywidualna, zainteresowanych proszę o PW ;)

Pzdr,
Damian
Zapukaliśmy nieśmiało do bram kosmosu...

Near Space Technologies
www.nearspace.tech

Awatar użytkownika
verex
Supersonic PROFI
Posty: 642
Rejestracja: poniedziałek, 25 lip 2011, 19:38
Lokalizacja: Tczew/Kingston upon Thames
Kontakt:

Re: Rury kompozytowe – węglowe, szkło-epoksydowe

Post autor: verex » środa, 19 wrz 2018, 12:18

Cześć,

Trochę updatuje temat. Nawijarka radzi sobie całkiem nieźle i w sumie planujemy niedługo uruchomić docelową maszynę, która pozwoli na nawijanie profili na mandrelach o długości 4 metrów o średnicy nawet do 50 cm. W tej chwili testujemy jeszcze nową konstrukcję wózka już w 100% frezowaną z aluminium.
Do tej pory nawinęliśmy łącznie 10 rur, z czego 8 to korpusy silników z włókien węglowych z zainstalowanymi pierścieniami mocującymi, a dwie pozostałe to rurki z włókien szklanych. W obu przypadkach została zasotosowana żywica lotnicza L285 MGS i utwardzacz o podwyższonym czasie pracy oraz TG: H287. Rury z włókien węglowych były wygrzewane w temperaturze 120 stopni Celsjusza, co powinno dać wytrzymałość temperaturową na poziomie 110 stopni. Póki co za proces wygrzewania odpowiada nagrzewnica 1500W przymocowana do wózka nawijarki, natomiast myślimy już nad piecem do grzania, żeby móc poeksperymentować z rovingiem typu prepreg, który teoretycznie powinien dać dużo korzystniejszy stosunek masowy włókno/żywica.

Krótki filmik z nawijania korpusu silnika: https://youtu.be/uingdQUtiCY


W technice nawijania korpusów silników z włókien węglowych odnaleźliśmy jednak problem z uzyskaniem idealnie gładkiej powierzchni rury. Po nawinięciu włókna nawijamy na koniec tasiemkę termokurczliwą pod kątem 88 stopni, której zadaniem jest obkurczyć się, docisnąć włókna oraz wycisnąć nadmiar żywicy na zewnątrz. W tej chwili korzystamy z taśmy 25mm od Easy Composites: http://www.easycomposites.co.uk/#!/vacu ... -tape.html Taśma ta pokryta jest po jednej stronie rozdzielaczem, dzięki któremu można ją dość łatwo oderwać po procesie wygrzewania. Problem taki, że tasiemka ta nie jest zbyt elastyczna i kurczy się nierównomiernie, przez co na powierzchni rury pozostają brzydkie zmarszczki od żywicy. Z racji tego, że taśma jest stosunkowo szeroka, problem jeszcze bardziej uwidacznia się przy przechodzeniu przez uwypuklenia na rurze spowodowane przez umieszczone wewnątrz pierścienie mocujące.

Kilka zdjęć jak to wygląda:
Jedna z lepszych rurek:
Obrazek

Jedna z gorszych rurek:
Obrazek

Jak widać wygląda to okropnie. Zmarszczki to jedynie nadmiar żywicy i powierzchnię da się wyszlifować dobrze na tokarce, chociaż nie należy to do najprzyjemniejszych rzeczy. Takich zmarszczek nie ma, jeśli nie wygrzewamy rury. Wtedy mamy jedynie mały ślad po tasiemce, który można z łatwością wyszlifować papierkiem uzyskując idealną powierzchnię. Jednak w większości przypadków rura musi być odpowiednio wygrzana. Być może rozwiązaniem problemu jest użycie bardziej elastycznej i węższej taśmy.
Jedna z niemieckich firm z którą rozmawiałem na ten temat używa taśmy PCV, jednak one są dobre do temperatur w granicach 80 stopni, co jest zdecydowanie zbyt niską temperaturą jeśli myślimy o robieniu komponentów na żywicach wysokotemperaturowych. I tu moje pytanie: czy ktoś natrafił na jakąś dobrą taśmę, która może się tutaj sprawdzić?

Inna sprawa to zastosowanie tych rur jako korpusy silników rakietowych. Rury wytrzymują dość spore ciśnienia, jednak jeszcze nie przeprowadzałem testów zniszczeniowych – te będziemy robić dopiero na dniach. Do tego celu zaopatrzyłem się w fajną pompę olejową, którą można testować instalacje nawet do 300 bar :twisted: . Przeprowadziliśmy za to kilka prób odpaleń silnika hybrydowego na korpusach z włókien węglowych:
Obrazek

O ile temperatura, do której nagrzewają się poszczególne elementy silnika jest znośna dla korpusów aluminiowych, tak silniki oparte o włókno węglowe słabo radzą sobie z wysokimi temperaturami. Nadmierne nagrzanie elementów wewnętrznych przy dyszy doprowadziło do uszkodzenia termicznego rury i rozstrzępienia jednej warstwy włókien od wewnątrz korpusu:
Obrazek

Trzeba jednak przyznać, że silnik pracował bardzo długo – do tej pory wszystkie testy to praca silnika na poziomie 12 - 20 sekund wliczając fazę gazową. Silnik więc miał prawo się solidnie nagrzać. W następnym teście planuję skrócić czas pracy silnika do 4 sekund i zobaczyć w jakim stanie będzie korpus po pracy. Ale o tym kiedy indziej.
Skłaniam się jednak do przejścia na wysokotemperaturowe żywice o większym TG na potrzeby zwijania korpusów silników.
Do tego planuję zmienić nieco konstrukcję elementów silnika przy dyszy i ulepszyć osłonę termiczną, co powinno poskutkować lepszym rezultatem.

Będę uaktualniać temat i postaram się niedługo wrzucić wyniki testów zniszczeniowych takiej rury.

Pozdrawiam,
Damian
Zapukaliśmy nieśmiało do bram kosmosu...

Near Space Technologies
www.nearspace.tech

Awatar użytkownika
jaskiniowiec
Administrator
Posty: 2277
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Kraków
Kontakt:

Re: Rury kompozytowe – węglowe, szkło-epoksydowe

Post autor: jaskiniowiec » czwartek, 20 wrz 2018, 18:04

A montaż kryz na elementach z np żywicy fenolowej (ewentualnie materiał ceramiczny) i dopiero to do laminowania?

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 3 gości