Diseño de una máquina de filament winding para fabricar materiales compuestos

Abstract

La máquina de bobinado de filamentos ha sido una clave importante en el crecimiento de diferentes industrias, gracias a su eficaz rendimiento, junto con su bajo costo y su compatibilidad, hacen de ella una excelente opción para fabricar materiales compuestos, en especial, aquellos de forma cilíndrica que soporten grandes presiones. Su funcionamiento consiste en el bobinado de filamentos sobre un tubo, es decir, fibras impregnadas de resina, son dispensadas a cierta tensión y con ciertos ángulos mientras son enrolladas en un mandril giratorio hasta que este, es cubierto totalmente, obteniéndose al final, un material fuerte con altas propiedades mecánicas, térmicas y rendimientos superiores. Partiendo del principio de la máquina de bobinado de filamentos, la máquina constara de 4 ejes para proporcionarle mayor resistencia de presión interna al producto, funcionara bajo la orden de un controlador lógico programable, para un trabajo secuencial controlado y ordenado, todo esto junto con la aplicación de la resina epoxies y la fibra de vidrio. El mandril fue seleccionado de acuerdo a unos criterios, en el cual satisface tanto a la máquina como al usuario que va a manipularla. La máquina fue diseñada y adecuada para un espacio de investigación estudiantil, gracias a sus dimensionamientos, confiabilidad y seguridad, la máquina es apta para cumplir las distintas necesidades y expectativas del operador.

The filament winding machine has been an important key in the growth of different industries, due to its efficient performance, together with its low cost and its compatibility, make it an excellent option for manufacturing composite materials, especially those of the same shape. cylindrical that withstand high pressure. Its operation consists in the winding of filaments on a tube, that is, fibers impregnated with resin, they are dispensed at a certain tension and with certain angles while they are wound on a rotating mandrel until it is completely covered, obtaining at the end, a material strong with high mechanical and thermal properties and superior performances. Starting from the principle of the filament winding machine, the machine will consist of 4 axes to provide greater internal pressure resistance to the product, it will work under the order of a programmable logic controller, for a controlled and ordered sequential work, all this together with the application of epoxy resin and fiberglass. The mandrel was selected according to some criteria, in which it satisfies both the machine and the user who is going to manipulate it. The machine was designed and suitable for a student research space, thanks to its dimensions, reliability and safety, the machine is suitable to meet the different needs and expectations of the operator.