Processo de enrolamento de fibras

Oct 11,2025

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Processo de enrolamento de fibras

O processo de modelagem por enrolamento de fibras é um método amplamente utilizado na fabricação de compósitos, apresentando as seguintes características principais:

 

 Os produtos possuem alta resistência específica. Em comparação com outros processos de modelagem, o enrolamento permite que as fibras sejam dispostas de forma organizada e precisa ao longo de uma direção definida, aproveitando ao máximo o potencial de resistência das fibras e alcançando alta resistência específica e rigidez específica. Por exemplo, a resistência específica de compósitos comuns reforçados com fibra de vidro pode chegar a três vezes a do aço e quatro vezes a do titânio.

 Facilita a realização de projetos estruturais com resistência uniforme. Durante o processo de enrolamento, a direção de colocação das fibras, o número de camadas e a quantidade podem ser ajustados de forma flexível de acordo com a situação de carga do componente, permitindo um projeto de resistência uniforme racional e tornando a estrutura mais otimizada.

 Baixo custo de produção e boa consistência de qualidade. O processo de enrolamento geralmente utiliza fibras contínuas, roving sem torção ou fitas unidirecionais como materiais de reforço, eliminando processos têxteis, o que encurta o fluxo do processo e reduz custos, evitando também pontos de concentração de tensão causados por pontos de entrelaçamento do tecido e extremidades de fibras cortadas. Este processo é facilmente mecanizável e automatizável, com qualidade do produto estável, adequado para produção em larga escala.

④ É especialmente adequado para a fabricação de tubos resistentes à corrosão, tanques de armazenamento, bem como tubos e recipientes de alta pressão, possuindo vantagens difíceis de substituir por outros processos nesta área.

 

Embora a tecnologia de enrolamento de fibras tenha vantagens significativas, também existem algumas limitações de aplicação:

 

 Durante o processo de enrolamento (especialmente o enrolamento a úmido), é fácil gerar bolhas, levando ao aumento da porosidade interna do produto, o que reduz a resistência ao cisalhamento entre camadas, a resistência à compressão e a capacidade de resistir à instabilidade. Para reduzir bolhas e poros, a produção frequentemente requer o uso de diluentes de alta atividade, ajuste da viscosidade da cola, melhora da molhabilidade das fibras e aumento adequado da tensão das fibras.

 A abertura de furos nos produtos pode facilmente causar concentração de tensão nas bordas dos furos, além de reduzir a resistência ao cisalhamento entre camadas. Processos como corte, perfuração ou ranhuração realizados para necessidades de montagem também enfraquecem a resistência global da estrutura enrolada. Portanto, no projeto estrutural, deve-se evitar ao máximo o processamento destrutivo após a cura completa; se for necessário abrir furos ou ranhuras, devem ser adotadas medidas de reforço local.

 Este processo tem baixa adaptabilidade a componentes com formatos de superfície côncava, e o formato dos produtos possui certas limitações. Atualmente, a tecnologia de enrolamento de fibras é principalmente aplicável a componentes de revolução com curvatura positiva, como cilindros e esferas. Para componentes de revolução não rotativos ou com curvatura negativa, as regras de enrolamento e o desenvolvimento de equipamentos ainda são relativamente complexos e estão em fase de pesquisa exploratória.


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