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1. ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया का परिचय

इस ट्यूटोरियल के माध्यम से, आप ट्यूब वाइंडिंग मशीन पर कार्बन फाइबर प्रीप्रेग्स का उपयोग करके ट्यूबलर संरचनाएं बनाने के लिए ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया का उपयोग करना सीखेंगे, जिससे उच्च-शक्ति वाले उत्पाद तैयार होंगे।कार्बन फाइबर ट्यूबयह प्रक्रिया आमतौर पर मिश्रित सामग्री निर्माताओं द्वारा उपयोग की जाती है।

यदि आप समानांतर भुजाओं वाली या निरंतर टेपर वाली ट्यूब बनाना चाहते हैं, तो ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया सबसे उपयुक्त विकल्प है। इसके लिए आपको केवल उपयुक्त आकार का एक धातु का मैंड्रेल और एक ओवन चाहिए, जिससे आप अपनी विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप कार्बन फाइबर ट्यूब बना सकते हैं।

जटिल आकार की कार्बन फाइबर ट्यूबों के लिए, जैसे कि हैंडलबार या सस्पेंशन फोर्क या साइकिल फ्रेम जैसी अधिक जटिल ट्यूबलर फ्रेम संरचनाओं के लिए, स्प्लिट-मोल्ड तकनीक पसंदीदा विधि है। अब हम दिखाएंगे कि इन जटिल कार्बन फाइबर ट्यूबों के उत्पादन के लिए स्प्लिट-मोल्ड तकनीक का उपयोग कैसे किया जाता है।

2. धातु के मैंड्रेल का प्रसंस्करण और तैयारी

• धातु के मैंड्रेल का महत्व

ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया शुरू करने से पहले, पहला चरण धातु के मैंड्रेल तैयार करना है। धातु के मैंड्रेल का व्यास ट्यूबों के आंतरिक व्यास के बराबर होना चाहिए, और उनकी सतह की चिकनाई और उचित पूर्व-उपचार अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। इसके अतिरिक्त, धातु के मैंड्रेल को उचित पूर्व-उपचार से गुजारना आवश्यक है, जैसे कि सफाई और रिलीज एजेंट लगाना, ताकि बाद में ट्यूबों को सांचे से निकालने की प्रक्रिया सरल हो सके।

ट्यूब वाइंडिंग प्रक्रिया के दौरान, धातु का मैंड्रेल एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है क्योंकि इसे ट्यूब को सहारा देना होता है।कार्बन फाइबर प्रीप्रेगसुचारू वाइंडिंग सुनिश्चित करने के लिए, उपयुक्त आकार के धातु के मैंड्रेल को पहले से तैयार करना आवश्यक है। चूंकि कार्बन फाइबर को मैंड्रेल की बाहरी सतह पर लपेटा जाएगा, इसलिए मैंड्रेल का बाहरी व्यास निर्मित होने वाली कार्बन फाइबर ट्यूब के आंतरिक व्यास के बराबर होना चाहिए।

• रिलीज एजेंट लगाना

रिलीज एजेंट घर्षण को कम करते हैं और मोल्ड से आसानी से निकालने में मदद करते हैं; इन्हें मैंड्रेल की सतह पर समान रूप से लगाना आवश्यक है। धातु के मैंड्रेल को तैयार करने के बाद, अगला चरण रिलीज एजेंट लगाना है। आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले रिलीज 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 किए गए धातु के मैंड्रेल पर, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि वह पूरी तरह से साफ हो और उसकी सतह यथासंभव चिकनी हो ताकि उत्पाद को आसानी से सांचे से निकाला जा सके। इसके बाद, रिलीज एजेंट को मैंड्रेल की सतह पर समान रूप से लगाना चाहिए।

3. कार्बन फाइबर प्रीप्रेग की तैयारी

• प्रीप्रेग के प्रकार और फायदे

वाइंडिंग की सटीकता और सुगम संचालन की उच्च आवश्यकताओं को केवल कार्बन फाइबर प्रीप्रेग ही पूरा करते हैं। हालांकि वाइंडिंग प्रक्रिया में एपॉक्सी-युक्त सूखे कपड़े जैसे अन्य प्रकार के सुदृढ़ीकरण पदार्थों का सैद्धांतिक रूप से उपयोग किया जा सकता है, लेकिन व्यवहार में, इस प्रक्रिया में सटीकता और सुगम संचालन की उच्च आवश्यकताओं को केवल कार्बन फाइबर प्रीप्रेग ही पूरा कर सकते हैं।

इस ट्यूटोरियल में, हम ट्यूबिंग के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए एक विशिष्ट प्रीप्रेग लेयरिंग विधि का उपयोग करते हैं।

• प्रीप्रेग लेअप डिज़ाइन

ट्यूब के भीतरी भाग पर बुने हुए प्रीप्रेग की एक परत बिछाई जाती है, उसके बाद एकदिशीय प्रीप्रेग की कई परतें और अंत में ट्यूब के बाहरी भाग पर बुने हुए प्रीप्रेग की एक और परत लगाई जाती है। यह लेआउट डिज़ाइन 0° और 90° अक्षों पर बुने हुए प्रीप्रेग के फाइबर अभिविन्यास के लाभों का पूरी तरह से उपयोग करता है, जिससे ट्यूब का प्रदर्शन उल्लेखनीय रूप से बढ़ जाता है। 0° अक्ष पर बिछाए गए अधिकांश एकदिशीय प्रीप्रेग पाइप को उत्कृष्ट अनुदैर्ध्य कठोरता प्रदान करते हैं।

4. पाइप वाइंडिंग प्रक्रिया प्रवाह

• प्री-वाइंडिंग तैयारी

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

• घुमाव प्रक्रिया का विवरण

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

वाइंडिंग के दौरान, डीमोल्डिंग के समय उत्पाद को आसानी से निकालने के लिए सिरों पर अतिरिक्त प्रीप्रेग्स लपेटे जा सकते हैं।

• बीओपीपी फिल्म रैपिंग

प्रीप्रेग के अलावा, बीओपीपी फिल्म का उपयोग रैपिंग के लिए भी किया जा सकता है। बीओपीपी फिल्म संघनन दबाव को बढ़ाती है, प्रीप्रेग की सुरक्षा करती है और उसे सील करती है। बीओपीपी रैपिंग फिल्म लगाते समय, टेपों के बीच पर्याप्त ओवरलैप सुनिश्चित करना अत्यंत महत्वपूर्ण है।

5. ओवन में सुखाने की प्रक्रिया

• उपचार तापमान और समय

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

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

6. निष्कासन एवं प्रसंस्करण

बीओपीपी रैपिंग फिल्म हटाने के बाद, तैयार उत्पाद को निकाला जा सकता है। बीओपीपी फिल्म को सूखने के बाद हटाया जा सकता है। यदि आवश्यक हो, तो सैंडिंग और पेंटिंग के माध्यम से इसकी दिखावट को बेहतर बनाया जा सकता है। सौंदर्य को और निखारने के लिए, सैंडिंग और पेंटिंग जैसी अतिरिक्त फिनिशिंग प्रक्रियाएं की जा सकती हैं।