Machine de bobinage de filaments

Types de machines à enroulement de filaments

Une machine à enroulement de filaments fabrique des matériaux composites en enroulant des filaments selon un motif prédéterminé autour d'un moule. Différents types de machines à enroulement de filaments sont disponibles, en fonction du type de système de contrôle utilisé, du type de tête d'enroulement ou de système de placement utilisé, de l'axe de rotation et du nombre de broches ou de mandrins.

• Par système de contrôle : Un exemple de système de contrôle utilisé dans une machine à enroulement de filaments est la machine à enroulement de filaments CNC (commande numérique par ordinateur). Ces machines offrent un meilleur contrôle et une plus grande flexibilité d'usinage et sont adaptées à la création de motifs d'enroulement complexes et précis. Un autre exemple est la machine à enroulement de filaments NC (commande numérique), qui est moins flexible qu'une machine CNC. La machine dispose de davantage de commandes de programmation pour les motifs d'enroulement des filaments. Elle peut être utilisée pour des motifs de filaments moins complexes ou plus simples. Une machine à enroulement de filaments assistée par robot utilise un bras robotique avec un ensemble d'algorithmes prédéterminés pour enrouler les filaments autour d'une forme désirée. La machine peut offrir plus de flexibilité dans le type de motif réalisé qu'une machine NC, mais pas autant qu'une machine CNC.
• Par tête d'enroulement/système de placement : Le système de mandrin de la machine à enroulement de filaments est un exemple de motif de placement utilisé pour créer des pièces composites avec un mandrin rotatif. Dans ce système, le filament est enroulé autour d'un noyau ou d'un mandrin rotatif. Une fois que le filament est placé autour de la forme souhaitée, il est ensuite traité à la chaleur ou durci afin que le filament conserve et maintienne sa forme. La méthode d'enroulement à angle fixe a une tête d'enroulement qui tourne autour d'un angle fixe, tandis que la méthode d'enroulement à angle variable a une tête d'enroulement qui tourne selon un chemin allongé. Dans cette dernière méthode, les angles entre les tours sont variés. Elle permet de créer une couche d'enroulement compacte et uniforme.
• Par axe de rotation : La machine à enroulement de filaments verticale possède une broche ou un axe de rotation vertical. Lorsque le filament est enroulé autour de l'axe vertical, la gravité aide à créer un emballage de bobine serré. La machine est préférable pour la fabrication de pièces composites cylindriques ou tubulaires. La machine à enroulement de filaments horizontale possède un axe de rotation horizontal. Elle convient à la fabrication de formes circulaires ou ovales à l'aide d'une machine en forme de « I » ou de « L ».
• Par nombre de broches/mandrins : Les machines à enroulement de filaments à broche simple sont le type de machine le plus simple. Elle n'a qu'une seule broche rotative. Elle est idéale pour les productions à faible volume ou pour la fabrication de petites pièces composites. La machine à enroulement de filaments à double broche possède deux broches qui peuvent être tournées simultanément, offrant une meilleure efficacité et une meilleure production. Cependant, elle convient aux lignes de production limitées.

Spécifications et maintenance des machines à enroulement de filaments

Spécifications

Comprendre les spécifications de la machine à enroulement de filaments permettra de mieux comprendre son fonctionnement.

• Vitesse

  Les vitesses linéaire et angulaire de la machine à enroulement de filaments sont importantes pour un fonctionnement et une production efficaces. La vitesse angulaire est la quantité de rayon qui est enroulée. Elle est généralement exprimée en degrés par heure ou en tours par minute. La vitesse linéaire est la vitesse de déplacement du filament pendant le processus d'enroulement. Cette vitesse est exprimée en mètres par minute ou en pouces par minute. La vitesse d'enroulement peut affecter la densité et la qualité du filament.

• Taille de la buse de fabic

  Le diamètre et la forme des orbites de réception dépendent du produit final à produire. Le filament modifiera la taille de l'orbite nouvellement créée.

• Charge utile

  Habituellement faits de verre, de carbone ou d'aramide, les filaments de fibres peuvent varier en poids et en épaisseur. La machine est capable de manipuler certains poids et épaisseurs de fibres. Il est important que la machine puisse accueillir des fibres supplémentaires à l'avenir s'il y a un besoin du marché pour celles-ci. Lorsqu'elle travaille avec des charges utiles plus élevées, la machine peut filtrer les brins défectueux à l'aide d'un système de détection des défauts.

• Système de contrôle

  Les machines à enroulement de filaments modernes utilisent des systèmes contrôlés par ordinateur, comme le CNC (commande numérique par ordinateur), pour superviser le placement du filament, la vitesse, la tension et d'autres paramètres. Le contrôle précis et la répétabilité des arrangements complexes de fibres dépendent fortement de ces systèmes de contrôle.

• Tension

  La tension de calage du filament est essentielle pour obtenir une distribution uniforme et constante des fibres, ainsi que pour éviter d'endommager la fibre. La machine est équipée de dispositifs de contrôle de tension afin que la tension optimale puisse être maintenue pendant l'enroulement. En utilisant des cellules de charge, la tension d'enroulement est généralement contrôlée dans une boucle ou un système de contrôle en boucle fermée.

Conseils de maintenance des machines à enroulement de filaments

Il est très important de maintenir les machines à enroulement de filaments en bon état afin qu'elles puissent fonctionner correctement et produire des articles de grande qualité. Des réparations régulières peuvent garantir une longue durée de vie du produit et améliorer sa fiabilité afin de minimiser les temps d'arrêt et la production.

• Lubrification régulière

  Lubrifier les pièces mobiles de la machine à enroulement de filaments. Les roulements, les chaînes, les guides et autres éléments mobiles doivent être lubrifiés rapidement afin d'améliorer la fluidité du fonctionnement et de réduire l'usure. La lubrification améliore la précision d'enroulement de la machine et préserve l'intégrité de la structure des fibres.

• Nettoyage

  La poussière et les débris finiront par se déposer à certains endroits et autour de la machine, causant des frottements et des forces résistives entre les différentes pièces, ce qui entraînera une baisse d'efficacité.

  La poussière et les débris doivent être nettoyés autour, dans et loin de l'enrouleur car ils sont filamenteux, ce qui inhibe la résistance et le frottement.

• Réglage de la tension

  La tension est importante pour un enroulement uniforme et une distribution des fibres. Si elle est trop serrée ou trop lâche, cela pourrait entraîner une distribution inégale des fibres ou même une rupture. Par conséquent, après une certaine utilisation, il est important de calibrer le système de tension d'enroulement afin que les cellules de charge et les capteurs puissent fonctionner correctement.

• Mises à niveau du logiciel

  Pour maintenir la sécurité du système et optimiser les performances de la machine, il est essentiel de mettre à jour le logiciel de contrôle et d'ajuster les paramètres selon les besoins pour répondre aux exigences de production, en modifiant les formes de filaments et les attentes de qualité. Le logiciel de contrôle de la machine doit être mis à jour afin de répondre aux exigences spécifiques de la ligne de production, ce qui permettra d'obtenir la forme et la qualité du filament, améliorant ainsi la précision d'enroulement et l'efficacité de la production de la machine.

Utilisations des machines à enroulement de filaments

L'invention de la machine à enroulement de filaments a un impact sur une vaste gamme d'industries et d'applications. L'utilisation accrue des machines dans le cadre de processus de production automatisés a également élargi l'utilisation de la machine à enroulement de filaments dans des domaines inexplorés auparavant.

L'utilisation de machines à enroulement de filaments pour la rotation du mandrin et l'enroulement des fibres est devenue une pratique courante dans un large éventail de domaines, notamment :

• Industrie automobile

  L'industrie automobile utilise couramment des matériaux composites enroulés à la fibre dans plusieurs applications. Les propriétés légères et de haute résistance de ces matériaux les rendent adaptés à une utilisation dans des composants automobiles tels que les pièces de châssis, les structures absorbant l'énergie, les freins, et également les roues. L'utilisation de matériaux composites enroulés à la fibre permet de réduire le poids du véhicule et d'améliorer la consommation de carburant sans compromettre la sécurité et les performances.

• Aérospatiale et défense

  Dans l'industrie aérospatiale et de la défense, la technique d'enroulement de filaments est une méthode de fabrication de composites utilisée pour produire des matériaux composites légers et à haute résistance pour diverses applications. Par exemple, dans les applications aérospatiales, les machines à enroulement de filaments sont couramment utilisées pour fabriquer des corps de fusées et des jets, des supports et des enceintes de satellites, des pales de turbines, etc. L'utilisation de composites enroulés à la fibre permet de réduire le poids et d'améliorer la résistance tout en conservant l'intégrité structurelle nécessaire aux applications aérospatiales et de défense.

• Dispositifs médicaux

  La technique d'enroulement de filaments est utilisée dans l'industrie du développement de dispositifs médicaux pour produire des composants d'équipements médicaux qui nécessitent une grande précision et une grande fiabilité, tels que les implants orthopédiques et les prothèses. Les dispositifs médicaux fabriqués à l'aide de machines à enroulement de filaments présentent une bonne biocompatibilité et peuvent être adaptés aux exigences spécifiques des différentes applications médicales.

• Sports et loisirs

  Dans l'industrie du sport et des loisirs, la technique d'enroulement de filaments est couramment utilisée pour fabriquer des matériaux composites légers et à haute résistance pour divers équipements sportifs et de loisirs. Parmi les exemples, citons les poignées de raquettes de tennis, les cadres de bicyclettes, les manches de clubs de golf, etc. Les composites enroulés à la fibre réduisent le poids des équipements et améliorent leur résistance afin d'améliorer les performances et la maniabilité des matériaux des équipements sportifs et de loisirs.

• Construction et infrastructures

  Dans l'industrie de la construction et des infrastructures, les matériaux composites enroulés à la fibre sont couramment utilisés dans diverses applications. Parmi celles-ci, citons la construction d'infrastructures telles que les tuyaux composites, le renforcement des ponts, les dispositifs d'isolation sismique, et bien plus encore. Les composites enroulés à la fibre se caractérisent par leur grande résistance, leur légèreté, leur résistance à la corrosion et d'autres propriétés excellentes. Pour cette raison, ils sont bien adaptés à une utilisation dans les projets de construction et d'infrastructure, contribuant à améliorer la stabilité et la sécurité des structures.

Comment choisir des machines à enroulement de filaments

• Exigences de production :

  Tout d'abord, définissez les exigences de production de l'entreprise. Cela comprend la production souhaitée, la fréquence de production, ainsi que la vitesse et le diamètre d'enroulement qui répondront à la production souhaitée. Sélectionnez une machine qui répond à ces exigences afin d'éviter les dépenses inutiles et de garantir l'efficacité.

• Types d'enroulement :

  Deuxièmement, tenez compte des types de méthodes d'enroulement de filaments que la machine prend en charge, comme l'enroulement hélicoïdal, le tressage circulaire ou une technique combinée. Choisissez une machine qui peut répondre à la méthode d'enroulement requise pour la production afin de garantir la qualité du produit et les progrès technologiques.

• Taille de la machine :

  En outre, tenez compte de la plage de diamètre et de longueur d'enroulement que la machine prend en charge. Choisissez une machine qui répond aux exigences de diamètre et de longueur à produire. De plus, l'espace disponible doit être suffisant pour accueillir la machine à enrouler. Par conséquent, sélectionnez une machine dont la taille correspond à la configuration de la ligne de production et à l'espace de l'atelier.

• Matériaux :

  De plus, tenez compte des types de matériaux d'enroulement (par exemple, fibres de carbone, fibre de verre, kevlar) à utiliser en production. Choisissez une machine compatible avec les matériaux requis afin de garantir la qualité de l'enroulement et la stabilité du processus.

• Automatisation :

  En outre, tenez compte du degré d'automatisation requis en production. Qu'il s'agisse d'une opération entièrement automatisée, semi-automatisée ou manuelle, sélectionnez une machine qui répond au mode de fonctionnement et au système de contrôle requis.

• Budget :

  Enfin, la sélection doit s'inscrire dans un certain budget. Tenez compte du coût de la machine, des frais d'installation, des coûts de maintenance et de la consommation d'énergie. Choisissez une machine dans le budget qui répondra aux besoins de production tout en restant économiquement viable.

Foire aux questions sur les machines à enroulement de filaments

Q1 : Quelles nouvelles technologies de machines à enroulement de filaments développées affecteront la tendance de l'industrie ?

A1 : Le développement de la technologie de l'intelligence a ouvert de nouvelles possibilités pour la machine à enroulement de filaments dans l'industrie des matériaux composites. Les systèmes intelligents de la machine à enroulement de filaments, tels que le contrôle automatique, la surveillance et le diagnostic des pannes, peuvent réaliser l'automatisation, la précision et la production intelligente, améliorant ainsi l'efficacité de la production et la qualité des produits. En outre, l'intégration des machines intelligentes et de l'Internet apportera des changements encore plus importants à l'industrie des matériaux composites.

Q2 : Quels sont les domaines d'application des machines à enroulement de filaments ?

A2 : La machine à enroulement de filaments permet de fabriquer des matériaux composites utilisés dans les domaines de l'aérospatiale, de l'automobile, des réservoirs sous pression, des tuyaux, des équipements sportifs et médicaux, ainsi que dans d'autres domaines. La demande du marché est stable et en croissance.

Q3 : Quels sont les avantages de l'utilisation d'une machine à enroulement de filaments ?

A3 : La machine à enroulement de filaments peut offrir de nombreux avantages, notamment une grande efficacité de production, une résistance supérieure des produits, une adaptabilité à différentes formes et matériaux, ainsi qu'un contrôle automatique et une assurance qualité.