樹脂踩到蝙蝠改善制造過程

內(nèi)布拉斯加州林肯市 - 當(dāng)一家大型體育用品制造商與斯賓塞復(fù)合材料公司(Spencer Composites Corp.)合作開發(fā)新的長絲纏繞工藝時(shí)，斯賓塞向洛克西公司(Rockt Hill，CT)尋求幫助。當(dāng)時(shí)，體育用品制造商將其壘球棒用織物預(yù)浸料包裹，碳纖維用高粘度樹脂預(yù)處理。使用prepeg干凈且高效，但價(jià)格昂貴。制造商想要一種可以自動(dòng)生產(chǎn)26盎司蝙蝠的纖維纏繞工藝;這將是具有成本效益，快速和清潔;但仍然可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

在標(biāo)準(zhǔn)纖維纏繞中，碳纖維用樹脂潤濕，然后纏繞在心軸或其他模具上。這種潤濕和包裹過程可能非常邋and，并且需要昂貴的手工勞動(dòng)來擠出多余的樹脂并清理涂有樹脂飛濺物的地板和墻壁。在纏繞過程中，使光纖保持在適當(dāng)位置也是一項(xiàng)挑戰(zhàn) - 如果濕纏繞的速度太快，光纖將滑出位置。一旦完成纖維纏繞過程，將復(fù)合材料放入標(biāo)準(zhǔn)對流烘箱中并加熱直至完全固化。

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Loctite認(rèn)為需要更清潔的長絲纏繞工藝，這將減少生產(chǎn)區(qū)域中的樹脂噴涂量，并在纏繞和固化循環(huán)期間阻止樹脂遷移。該公司開發(fā)了Accuset 303，一種紫外線固化的長絲纏繞樹脂添加劑，含有對紫外線敏感的光引發(fā)劑。“通過將Accuset 303添加到樹脂中并將部件暴露在紫外線下，可以將光纖凝膠到位，從而改善纏繞模式控制，”Loctite復(fù)合材料工程師Jay Brenner解釋說。

在新工藝中，工人將碳纖維拉過樹脂浴，將其弄濕，并將其纏繞在插入長絲纏繞機(jī)中的金屬心軸上。他們將每層纖維暴露于UV光，每個(gè)循環(huán)10至15秒，以部分固化樹脂。在纏繞過程結(jié)束時(shí)，工人們很容易從心軸上取下部分固化的預(yù)制棒。

插入氣囊代替心軸并充氣以保持預(yù)制件的形狀，然后將其放入模具中。由于預(yù)制件已經(jīng)部分固化，因此它更好地填充模具并且不會(huì)弄濕或滴落。在標(biāo)準(zhǔn)對流烘箱中在250°F下最終固化時(shí)間為2小時(shí)。結(jié)果：光滑的表面，可見的交叉纏繞圖案。

UV固化過程減少了加工和固化時(shí)間。而且，通過減少制造每根球棒所需的手工勞動(dòng)量，體育用品公司降低了制造成本，加快了生產(chǎn)速度，并提高了零件之間的一致性和質(zhì)量。此外，使用纖維纏繞工藝而不是預(yù)制材料將材料成本降低了每磅7至8美元。