[科普中國]-纖維纏繞成型

在控制張力和預定線型的條件下，以浸有樹脂膠液的連續(xù)絲纏繞到芯模或模具上來成型增強塑料制品。這種方法只適于制造圓柱形和球形等回轉體。

常用的樹脂有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等。玻璃纖維是纏繞成型常用的增強材料，它分有捻纖維和無捻纖維兩種。1

工藝纖維纏繞是玻璃鋼容器及管生產的一種重要成型工藝，由于該法易于實現機械化、自動化，與其他成型工藝方法相比，勞動衛(wèi)生條件好，勞動強度低，且產品質量穩(wěn)定，生產成本低，故應用十分廣泛。纖維纏繞工藝一般可分為干法纏繞和濕法纏繞兩種，玻璃鋼管一般采用濕法纏繞。濕法纏繞是將浸膠后的玻璃纖維集束，在一定張力控制下直接纏繞在芯膜上的工藝方法。

纏繞時要使纖維位置穩(wěn)定不打滑，并均勻連續(xù)地布滿芯模表面，使相鄰纖維既不重疊又不離縫，這就要求纖維按一定規(guī)律排布，這一規(guī)律稱為纏繞規(guī)律。纖維從芯模上某一點開始，繞過芯模再回到此起始點，在芯模上形成了一條不重復的纏繞繞型稱為標準線，纏繞規(guī)律不同、其標準線也不同，纏繞規(guī)律由芯模與繞絲頭之間的相對運動決定的。纏繞線型的正確設計是保障纖維纏繞產品質量的重要前提。管道使用情況不同，其纏繞線型也不同，纏繞線型可分為：環(huán)向纏繞、縱向平面纏繞和螺旋纏繞三種。

原材料樹脂：

任意?？梢允黔h(huán)氧、不飽和聚酯、乙烯基酯、酚醛等樹脂。

纖維：

任意?？梢允菬o捻粗紗、縫編或無紡織物。生產管罐時，常用表面氈、短切原絲作內襯材料。

芯材：

可用。雖然復合材料制品通常是單一殼體，一般不用。

優(yōu)缺點利用專用的纏繞設備將浸漬過樹脂配方料的連繞纖維、在設備的張力作用下，按一定的規(guī)律纏繞在具有一定形狀的芯模七，然后經加熱或常溫固化成型后制成制品。其常用的是環(huán)氧、不飽和聚酯、酚醛等樹脂的配方料。其中，高性能及防腐制品用環(huán)氧樹脂；耐熱、耐燒蝕、耐高溫氣體沖刷制品用酚醛料；民用產品一般用不飽和聚酯。

纖維常用有捻或無捻的玻璃纖維，高性能制品用碳纖維、芳綸纖維、超高相對分子質量聚乙烯纖維及金屬纖維等。

對于用作要承受內壓的容器，因纖維有滲透性，所以要在制品內表面附一層內襯，以防止泄漏壓力。常用內襯材料有鋁材、塑料、橡膠等。

纏繞成型需按制品選用適當的專用纏繞機、成型芯模和纏繞工藝。纏繞工藝的優(yōu)點如下：

1)由于纖維經拉伸成型，制品中纖維含量高(最高可達80%，體積分數)，所以制品的強度及比強度高；通過不同的纏繞軌跡(如縱向平面、環(huán)向平面、螺旋線，正弦纏繞等)及纏繞堆積層數，可調節(jié)制品不同方向的強度來適應工作要求。

2)制品內表面光滑，外表面可打磨修飾。

3)生產效率高，可用作大批量生產。

其缺點是制品的力學性能的方向性明顯，層間剪切強度低；而且原料、增強材料、纏繞方法等工藝參數必須互相匹配，否則對強度影響較大，不能充分發(fā)揮纖維的增強作用；還有就是纏繞設備較復雜，專用性較強。

本詞條內容貢獻者為:

楊曉紅 - 副教授 - 西南大學