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1. ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया का परिचय

इस ट्यूटोरियल के माध्यम से, आप सीखेंगे कि ट्यूब वाइंडिंग मशीन पर कार्बन फाइबर प्रीप्रेग्स का उपयोग करके ट्यूबलर संरचनाएं बनाने के लिए ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया का उपयोग कैसे करें, जिससे उच्च-शक्ति का उत्पादन हो सकेकार्बन फाइबर ट्यूबयह प्रक्रिया आमतौर पर मिश्रित सामग्री निर्माताओं द्वारा उपयोग की जाती है।

अगर आप समानांतर भुजाओं या निरंतर टेपर वाली ट्यूब बनाना चाहते हैं, तो ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया सबसे उपयुक्त विकल्प है। आपको बस एक उपयुक्त आकार का धातु का खराद और एक ओवन चाहिए जिससे आप अपनी विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप कस्टम कार्बन फाइबर ट्यूब बना सकें।

जटिल आकार की कार्बन फाइबर ट्यूबों, जैसे हैंडलबार या अधिक जटिल ट्यूबलर फ्रेम संरचनाओं, जैसे सस्पेंशन फोर्क्स या साइकिल फ्रेम, के लिए स्प्लिट-मोल्ड तकनीक सबसे बेहतर तरीका है। अब हम दिखाएंगे कि इन जटिल कार्बन फाइबर ट्यूबों के निर्माण के लिए स्प्लिट-मोल्ड तकनीक का उपयोग कैसे किया जाता है।

2. धातु मंडरेल का प्रसंस्करण और तैयारी

• धातु के मंडरेल का महत्व

ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया शुरू करने से पहले, पहला कदम धातु के मैंड्रेल तैयार करना है। धातु के मैंड्रेल ट्यूब के आंतरिक व्यास के अनुरूप होने चाहिए, और उनकी सतह की चिकनाई और उचित पूर्व-उपचार अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। इसके अतिरिक्त, धातु के मैंड्रेल को उचित पूर्व-उपचार से गुजरना होगा, जैसे कि सफाई और रिलीज़ एजेंट लगाना, ताकि बाद की डिमोल्डिंग प्रक्रिया को सरल बनाया जा सके।

ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया के दौरान, धातु का खराद एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है क्योंकि इसे समर्थन करना चाहिएकार्बन फाइबर प्रीप्रेगसुचारू वाइंडिंग सुनिश्चित करने के लिए। इसलिए, धातु के उचित आकार के मैंड्रेल को पहले से तैयार करना आवश्यक है। चूँकि कार्बन फाइबर को मैंड्रेल की बाहरी सतह पर लपेटा जाएगा, इसलिए मैंड्रेल का बाहरी व्यास निर्मित होने वाली कार्बन फाइबर ट्यूब के आंतरिक व्यास से मेल खाना चाहिए।

• रिलीज एजेंट लगाना

रिलीज़ एजेंट घर्षण को कम करते हैं और सुचारू रूप से डिमोल्डिंग सुनिश्चित करते हैं; इन्हें मैंड्रेल की सतह पर समान रूप से लगाया जाना चाहिए। धातु का मैंड्रेल तैयार होने के बाद, अगला चरण रिलीज़ एजेंट लगाना है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले रिलीज़ एजेंटों में सिलिकॉन तेल और पैराफिन शामिल हैं, जो कार्बन फाइबर और धातु के मैंड्रेल के बीच घर्षण को प्रभावी ढंग से कम करते हैं।

तैयार धातु के खराद पर, हमें यह सुनिश्चित करना चाहिए कि वह पूरी तरह से साफ़ हो और उत्पाद को आसानी से अलग करने के लिए सतह यथासंभव चिकनी हो। इसके बाद, रिलीज़ एजेंट को खराद की सतह पर समान रूप से लगाया जाना चाहिए।

3. कार्बन फाइबर प्रीप्रेग की तैयारी

• प्रीप्रेग के प्रकार और लाभ

केवल कार्बन फाइबर प्रीप्रेग ही वाइंडिंग की सटीकता और संचालन में आसानी की उच्च आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। हालाँकि अन्य प्रकार की सुदृढ़ीकरण सामग्री, जैसे कि एपॉक्सी-संसेचित सूखे कपड़े, सैद्धांतिक रूप से वाइंडिंग प्रक्रिया में उपयोग किए जा सकते हैं, व्यवहार में, केवल कार्बन फाइबर प्रीप्रेग ही इस प्रक्रिया में सटीकता और संचालन में आसानी की उच्च आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।

इस ट्यूटोरियल में, हम टयूबिंग के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए एक विशिष्ट प्रीप्रेग लेयरिंग विधि का उपयोग करते हैं।

• प्रीप्रेग लेअप डिज़ाइन

ट्यूब के अंदर की तरफ बुने हुए प्रीप्रेग की एक परत बिछाई जाती है, उसके बाद यूनिडायरेक्शनल प्रीप्रेग की कई परतें बिछाई जाती हैं, और अंत में ट्यूब के बाहर की तरफ बुने हुए प्रीप्रेग की एक और परत लगाई जाती है। यह ले-अप डिज़ाइन 0° और 90° अक्षों पर बुने हुए प्रीप्रेग के फाइबर ओरिएंटेशन लाभों का पूरी तरह से लाभ उठाता है, जिससे ट्यूब का प्रदर्शन उल्लेखनीय रूप से बेहतर हो जाता है। 0° अक्ष पर बिछाए गए अधिकांश यूनिडायरेक्शनल प्रीप्रेग पाइप को उत्कृष्ट अनुदैर्ध्य कठोरता प्रदान करते हैं।

4. पाइप वाइंडिंग प्रक्रिया प्रवाह

• पूर्व-घुमावदार तैयारी

प्रीप्रेग लेआउट डिज़ाइन पूरा होने के बाद, प्रक्रिया पाइप वाइंडिंग प्रक्रिया की ओर बढ़ती है। प्रीप्रेग प्रोसेसिंग में पीई फिल्म और रिलीज़ पेपर को हटाना और उपयुक्त ओवरलैप क्षेत्रों को सुरक्षित रखना शामिल है। यह चरण आगे की वाइंडिंग प्रक्रियाओं की सुचारू प्रगति सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

• वाइंडिंग प्रक्रिया का विवरण

वाइंडिंग प्रक्रिया के दौरान, प्रीप्रेग्स की सुचारू वाइंडिंग सुनिश्चित करना आवश्यक है, जिसमें धातु कोर शाफ्ट को स्थिर रखा जाए और बल समान रूप से लगाया जाए। धातु कोर शाफ्ट को प्रीप्रेग्स की पहली परत के किनारे पर स्थिर रखा जाना चाहिए, ताकि बल का समान अनुप्रयोग सुनिश्चित हो सके।

वाइंडिंग के दौरान, डिमोल्डिंग के दौरान उत्पाद को हटाने में सुविधा के लिए सिरों पर अतिरिक्त प्रीप्रेग लपेटे जा सकते हैं।

• बीओपीपी फिल्म रैपिंग

प्रीप्रेग के अलावा, रैपिंग के लिए BOPP फिल्म का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। BOPP फिल्म प्रीप्रेग पर दबाव बढ़ाती है, उसे सुरक्षित रखती है और सील करती है। BOPP रैपिंग फिल्म लगाते समय, टेपों के बीच पर्याप्त ओवरलैप सुनिश्चित करना ज़रूरी है।

5. ओवन क्योरिंग प्रक्रिया

• इलाज का तापमान और समय

प्रीप्रेग कार्बन फाइबर प्रबलित सामग्री को कसकर लपेटने के बाद, इसे ओवन में क्योरिंग के लिए भेजा जाता है। ओवन में क्योरिंग के दौरान तापमान नियंत्रण महत्वपूर्ण होता है, क्योंकि अलग-अलग प्रीप्रेग की क्योरिंग की स्थितियाँ अलग-अलग होती हैं। सामग्री की स्थिरता सुनिश्चित करने और प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए यह चरण अत्यंत महत्वपूर्ण है।

ओवन में उच्च तापमान वाले वातावरण के माध्यम से,कार्बन फाइबरऔर रेजिन मैट्रिक्स पूरी तरह से प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे एक मजबूत मिश्रित सामग्री बनती है।

6. निष्कासन और प्रसंस्करण

बीओपीपी रैपिंग फिल्म हटाने के बाद, क्योर उत्पाद को हटाया जा सकता है। क्योर होने के बाद बीओपीपी फिल्म को हटाया जा सकता है। यदि आवश्यक हो, तो सैंडिंग और पेंटिंग के माध्यम से इसकी सुंदरता में सुधार किया जा सकता है। और अधिक सौंदर्य वृद्धि के लिए, सैंडिंग और पेंटिंग जैसी अतिरिक्त परिष्करण प्रक्रियाएँ भी की जा सकती हैं।