NO324568B1 - Fremgangsmate for a tilvirke en hovedsakelig sylinderformet objekt - Google Patents
Fremgangsmate for a tilvirke en hovedsakelig sylinderformet objekt Download PDFInfo
- Publication number
- NO324568B1 NO324568B1 NO20041890A NO20041890A NO324568B1 NO 324568 B1 NO324568 B1 NO 324568B1 NO 20041890 A NO20041890 A NO 20041890A NO 20041890 A NO20041890 A NO 20041890A NO 324568 B1 NO324568 B1 NO 324568B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- prepreg
- stem
- spun
- around
- matrix
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 208000012886 Vertigo Diseases 0.000 claims description 20
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 20
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims description 18
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 241000601170 Clematis lasiantha Species 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/32—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core on a rotating mould, former or core
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
- B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
- B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
- B29C53/62—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis
- B29C53/66—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis with axially movable winding feed member, e.g. lathe type winding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C53/84—Heating or cooling
- B29C53/845—Heating or cooling especially adapted for winding and joining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
- B29K2101/12—Thermoplastic materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Making Paper Articles (AREA)
Description
OPPFINNELSENS OMRÅDE OG KJENT TEKNIKK
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å tilvirke et hovedsaklig sylinderformet objekt, omfattende de trinn å omspinne en båndformet, termoplastisk prepreg rundt en hovedsaklig sylinderformet stamme og konsolidere prepregen, der nevnte prepreg omfatter en matrise med innstøpte fibere og nevnte prepreg konsolideres ved å utsette den for en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur. Oppfinnelsen vedrører også en anordning for å utføre fremgangsmåten.
Foreliggende oppfinnelse er spesielt, men ikke på noen som helst måte utelukk-ende anvendelig innenfor olje- og gassnæringen. Spesielt kan foreliggende oppfinnelse anvendes for lette rørkonstruksjoner med høy styrke og god kjemisk bestan-dighet. For eksempel fleksible stigerør, strømningsrør, kontrollkabler, trykkbeskytt-else for prosessutstyr samt beholdere og konstruksjonselementer som eksponeres for fluider pg gasser under høye temperaturer.
Med en "termoplastisk prepreg" menes her en polymerkompositt som omfatter fibere innstøpt i en matrise av et termoplastisk polymermateriale. For å størkne en termoplastisk prepreg blir prepregen varmet opp til en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur, presset sammen og deretter avkjølt. Denne størkningsprosessen kalles konsolidering.
Med en "ensrettet prepreg" menes her en prepreg der fibrene er innstøpt i matri-sen på en ensrettet måte, dvs. en prepreg der fibrene er rettet hovedsaklig i én og samme retning.
En tradisjonell fremgangsmåte for å tilvirke et sylinderformet objekt ved omspinning og konsolidering av en båndformet, termoplastisk prepreg er illustrert i figur 1. Prepregen 1 mates ut fra en forsyningsspole 2 rundt en sylinderformet stamme 3 via et spolehode 4. Under omspinningen varmes prepregen opp til en temperatur som er høyere enn prepregmatrisens smeltetemperatur av en oppvarmingsanordning 5, som fokuserer energi mot prepregen ved stammepåløpspunktet 6. En for- varmingsovn 7 kan også anvendes for å forvarme prepregen før den kommer til stammepåløpspunktet. Eventuelt kan andre oppvarmingsanordninger anvendes
for å varme opp prepregen ved omspinning av prepregen rundt stammen. Flere komposittlag kan omspinnes og konsolideres oppå hverandre inntil den ønskede komposittveggtykkelsen er oppnådd. Konsolideringstrykket dannes av strekken i prepregen når den vikles rundt stammen og/eller av en sammenpressingstrommel 8 som er innrettet for å presse den oppvarmede prepregen mot stammen. Denne fremgangsmåten er tidkrevende og krever kompliserte og kostbare innretninger for å styre energien mot det ønskede stedet, dvs. stammepåløpspunktet.
US 6773773 vedrører et fiberforsterket termoplastisk rørorgan som tilvirkes ved en kontinuerlig prosess der forsterkede fibere vikles rundt en rørstamme mens den kontinuerlig beveger seg i en lineær retning, hvorpå stammen og de påviklede fibrene oppvarmes slik at det oppstår en termisk binding mellom disse.
OPPFINNELSENS MÅL
Målet for foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forenklet fremgangsmåte for å tilvirke et sylinderformet objekt ved omspinning og konsolidering av en båndformet, termoplastisk prepreg.
OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN
Ifølge oppfinnelsen oppnås ovennevnte mål gjennom fremgangsmåten ifølge
krav 1.
Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for å tilvirke et hovedsaklig sylinderformet objekt, omfattende de trinn å omspinne en båndformet, termoplastisk prepreg rundt en hovedsaklig sylinderformet stamme og konsolidere prepregen, der nevnte prepreg omfatter en matrise med innstøpte fibere og nevnte prepreg konsolideres ved å utsette den for en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur, der minst ett lag av prepreg dannes på stammen i et første trinn ved å omspinne prepregen rundt stammen ved en temperatur som er lavere enn matrisens smeltetemperatur, hvorpå det eller de på denne måten dannede lag av omspunnet prepreg deretter i et påfølgende trinn utsettes for en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur for å konsolidere prepregen ved å varme opp den omspunnede prepregen, der nevnte prepreg varmes opp for konsolidering til en temperatur som er høyere enn prepregmatrisens smeltetemperatur først etter at den er omspunnet i ett eller flere lag rundt stammen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særpreget ved at konsolideringstrykket reguleres avhengig av forspenningen i den omspunnede prepregen og den anisotrope, termiske ekspansjonen av den omspunnede prepregen forårsaket av temperaturforskjellen mellom omspinningstrinnet og konsolideringstrinnet.
Ytterligere foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil fremgå av de uavhengige kravene og den følgende beskrivelsen.
KORT BESKRIVELSE AV FIGURENE
Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere ved hjelp av utførelseseks-empler, med henvisning til de vedlagte figurene, der: Figur 1 er én skjematisk illustrasjon av en kjent fremgangsmåte for å tilvirke et sylinderformet objekt ved å omspinne og konsolidere en båndformet, termoplastisk prepreg, Figur 2 er en skjematisk illustrasjon av en anordning ifølge en første utførelses-form av foreliggende oppfinnelse, vist under omspinning av en båndformet prepreg rundt en stamme, Figur 3 er en skjematisk illustrasjon av anordningen illustrert i figur 2, vist under oppvarming av ett eller flere lag av omspunnet prepreg, Figur 4 er en skjematisk illustrasjon av omspinningstrinnet i en fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse, Figur 5 er en skjematisk illustrasjon av oppvarmingstrinnet i en fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse, og Figur 6 er en skjematisk illustrasjon av en anordning ifølge en andre utførelses-form av foreliggende oppfinnelse.
DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKNE UTFØRELSER AV OPPFINNELSEN
Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å tilvirke et hovedsaklig sylinderformet objekt, omfattende det trinn å omspinne en båndformet, termoplastisk prepreg rundt en hovedsaklig sylinderformet stamme ved en temperatur som er lavere enn prepregmatrisens smeltetemperatur for å danne ett eller flere lag av prepreg på stammen. Det eller de således dannede lag av omspunnet prepreg utsettes deretter for en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur for å konsolidere prepregen ved å varme opp den omspunnede prepregen. Følgelig oppvarmes og konsolideres prepregen først etter at den er omspunnet i et ønsket antall lag rundt stammen. For å oppnå en ønsket komposittveggtykkelse kan nye lag bli omspunnet over allerede konsoliderte lag ved å gjenta fremgangsmåten.
En første utførelsesform av en anordning 10 for å utføre den oppfunnede fremgangsmåten er illustrert skjematisk sett fra siden i figurene 2 og 3.1 figur 2 er anordningen vist under trinnet med å omspinne en båndformet, termoplastisk prepreg 11 rundt en stamme 12, og i figur 3 er anordningen vist under det påfølgende trinnet med å varme opp og konsolidere den omspunnede prepregen. Anordningen omfatter en omspinningsanordning 13 innrettet for å påføre minst ett lag av båndformet, termoplastisk prepreg 11 rundt en hovedsaklig sylinderformet stamme 12 ved å omspinne prepregen rundt stammen ved en temperatur som er lavere enn prepregmatrisens smeltetemperatur. Omspinningsanordningen omfatter et spolehode 14 gjennom hvilket prepregen blir påført et ønsket sted langs stammen 12. Spolehodet 14 er her bevegelig anordnet på en holder 15 som løper parallelt langs stammen 12, slik at det kan beveges langs stammen i dennes lengderetning. Passende innretninger (ikke vist) er tilveiebrakt for å bevege spolehodet 14 langs holderen 15. Omspinningsanordningen 13 omfatter videre en mekanisme 16 for å rotere stammen 12 om dens lengdeakse. Nevnte mekanisme 16 omfatter et drivelement 17, f.eks. i form av en motor, som er drivbart koplet til én ende av stammen 12 for å rotere stammen. Stammen 12 er roterbart opplagret i sine ender ved hjelp av passende støtteelementer 18a, 18b. Prepregen 11 er tilveiebrakt på en forsyningsspole 19 som er roterbart opplagret av en passende holder (ikke vist). Når ett eller flere lag av prepreg skal dannes på stammen 12, tres først ytter-enden av prepreg-båndet 11 gjennom spolehodet 14 og festes til stammen, hvorpå stammen settes i rotasjon. Mens stammen roterer vikles prepregen av fra for-syningsspolen 19 og mates gjennom spolehodet 14 og rundt stammen. Spolehodet 14 blir beveget langs den roterende stammen 12 for å påføre prepregen rundt stammen i en skruelinje for å danne ett eller flere lag av prepreg på denne.
Anordningen 10 omfatter videre en oppvarmingsanordning 20 innrettet for å påføre varme til laget eller lagene av prepreg 11 som er omspunnet rundt stammen 12, for med det å konsolidere den omspunnede prepregen. Oppvarmingsanordningen 20 er fortrinnsvis innrettet for å påføre varmen til den utovervendte overflaten til det eller de omspunnede lag av prepreg på en hovedsaklig symmetrisk måte i forhold til lengdeaksen til stammen 12. Oppvarmingsanordningen omfatter fortrinnsvis et oppvarmingskammer 21 som er åpent i to motstående ender, slik at stammen 12 kan passere gjennom oppvarmingskammeret. I utførelsesformen illustrert i figurene 2 og 3 er oppvarmingsanordningen 20 bevegelig anordnet på holderen 15 slik at den kan flyttes langs stammen i dens lengderetning. Passende mekanismer (ikke vist) er tilveiebrakt for å bevege oppvarmingsanordningen 20 langs holderen 15. Prepregen som er omspunnet rundt stammen 12 konsolideres stykkevis i stammens lengderetning ved å flytte oppvarmingsanordningen 20 langs stammen for å utsette prepregen for en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur, og deretter la prepregen avkjøles. Prepregen som er omspunnet rundt stammen 12 konsolideres ved å bevege oppvarmingsanordningen 20 langs stammen for å utsette prepregen for en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur, og deretter la prepregen avkjøles. Etter avkjøling kan fremgangsmåten gjentas inntil den ønskede komposittveggtykkelsen er oppnådd.
Figur 4 illustrerer det trinn å omspinne prepregen 11 rundt stammen 12. Stammen 12 er her illustrert i et tverrsnitt. Figur 5 illustrerer trinnet med å varme opp laget eller lagene av prepreg 11 som er omspunnet rundt stammen 12 ved hjelp av en oppvarmingsanordning 20 som omgir stammen. Stammen 12 og oppvarmingsanordningen er her illustrert i et tverrsnitt.
En andre utførelsesform av en anordning 10' for å utføre den oppfunnede fremgangsmåten er illustrert skjematisk sett fra siden i figur 6. Anordningen 10' omfatter en omspinningsanordning 13' innrettet for å påføre minst ett lag av båndformet, termoplastisk prepreg 11 rundt en hovedsaklig sylinderformet stamme 12 ved å omspinne prepregen rundt stammen ved en temperatur som er lavere enn prepregmatrisens smeltetemperatur. Omspinningsanordningen 13' omfatteren holder 15' som roterbart lagrer to prepreg-forsyningsspoler 19' anordnet på motsatte sider av stammen 12. Alternativt kan holderen 15' lagre kun én forsyningsspolé 19' eller flere enn to forsyningsspoler 19'. Omspinningsanordningen 13' omfatter videre en mekanisme 16' for å rotere holderen 15' og dermed forsyningsspolene 19' om lengdeaksen til stammen 12. Anordningen 10' omfatter videre innretninger 22' for på en bevegelig måte å understøtte stammen 12 og mate stammen i dens lengderetning forbi omspinningsanordningen 13'.
Når ett eller flere lag av prepreg skal dannes på stammen 12, festes først ytter-enden av prepreg-båndet 11 fra hver av forsyningsspolene 19' til stammen 12, hvorpå holderen 15' settes i rotasjon og stammen 12 beveges i sin lengderetning. Etter hvert som holderen 15' roterer og stammen 12 beveges forbi omspinningsanordningen 13', mates prepregen ut fra hver av forsyningsspolene 19' og påføres rundt stammen i en spiralbane for å danne ett eller flere lag av prepreg rundt denne.
Anordningen 10' omfatter videre en oppvarmingsanordning 20' innrettet for å på-føre varme til laget eller lagene av prepreg 11 omspunnet rundt stammen 12, for dermed å konsolidere den omspunnede prepregen. Oppvarmingsanordningen 20' er fortrinnsvis innrettet for å påføre varmen til den utovervendte overflaten av det eller de omspunnede lagene av prepreg på en hovedsaklig symmetrisk måte i forhold til lengdeaksen til stammen 12. Oppvarmingsanordningen omfatter fortrinnsvis et oppvarmingskammer 21' som er åpent i to motstående ender, slik at stammen 12 kan passere gjennom oppvarmingskammeret. I utførelsesformen illustrert i figur 6 er oppvarmingsanordningen 20' fastholdt og prepregen omspunnet rundt stammen 12 konsolideres ved å bevege stammen 12 gjennom oppvarmingsanordningen 20' for å utsette prepregen for en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur, og deretter la prepregen avkjøles. Etter avkjøling kan proses-sen gjentas inntil den ønskede komposittveggtykkelsen er oppnådd.
Det eller de oppvarmede lagene av prepreg kan avkjøles av omgivelsesluften. Eventuelt kan en kjøleanordning være tilveiebrakt for å kjøle prepregen og frem-skynde avkjølingsprosessen. I utførelsesformen illustrert i figur 6 blir stammen 12 ført gjennom en kjøleanordning 23' etter å ha vært ført gjennom oppvarmingsanordningen 20'.
Oppvarmingsanordningen 20, 20' er fortrinnsvis innrettet for å påføre varme til det eller de omspunnede lag av prepreg ved å sende ut elektromagnetisk stråling i form av laserstråling, infrarød stråling eller mikrobølgestråling. Imidlertid kan oppvarmingsanordningen også være innrettet for å varme opp det eller de omspunnede lag av prepreg ved hjelp av varm gass og/eller åpen flamme og/eller ved kon-takt med varme og/eller vibrasjon, f.eks. med bruk av ultralyd, og/eller elektrisk motstand, eller med en hvilken som helst passende kombinasjon av de ovennevnte oppvarmingsmåter.
Prepregen omspinnes fortrinnsvis rundt stammen under strekk, og strekken i den omspunnede prepregen opprettholdes under konsolidering, idet konsolideringstrykket skapes gjennom anisotrop termisk ekspansjon av den omspunnede, strekkbelastede prepregen. Det omspunnede prepreg-båndet 11 festes på passende måte ved de respektive ender av omspinningen på stammen 12, og kan også festes til stammen ved andre diskrete punkter. Den omspunnede prepregen kan for eksempel festes til stammen ved punktsveising, ved fastspenning eller ved hjelp av et vedheftingsmiddel. Konsolideringstrykket reguleres avhengig av forspenningen i den omspunnede prepregen og den anisotrope termiske ekspansjonen av den omspunnede prepregen forårsaket av temperaturforskjellen mellom omspinningstrinnet og konsolideringstrinnet. Den utovervendte overflaten av den omspunnede prepregen holdes fortrinnsvis utildekket under konsolideringsprosessen.
Prepregen som anvendes kan omfatte en hvilken som helst passende type fiber, som f.eks. karbonfiber, Kevlar-fiber eller glassfiber. Fibrene kan f.eks. være i form av flettet eller vevet stoff, strie eller garn. Fibrene er innstøpt i en termoplastisk polymermatrise. Fortrinnsvis anvendes en ensrettet prepreg for å danne nevnte minst ene lag av prepreg. Fortrinnsvis anvendes et prepreg-bånd for å danne nevnte minst ene lag av prepreg. Prepreg-båndet kan omfatte 30-80 volum% fiber og omfatter eller tillegges fortrinnsvis ingen trykkfølsomme vedheftingsmidler eller noe som helst annet som forårsaker klebrighet. Prepreg-båndets tykkelse vil typisk være cirka 0,1-0,5 mm, og bredden typisk cirka 5-25 mm.
Stammen 12 er i form av en hovedsaklig sylinderformet stav eller et tilsvarende rør, dvs. en sylindrisk eller nær sylindrisk formet stav eller et tilsvarende rør. Stammen kan være konisk. Stammen kan være laget av et hvilket som helst egnet mat-eriale, som for eksempel metall eller termoplast. Stammen kan danne en del av det endelige produktet ved at det sveises fast til kompositten under den første konsolideringen, eller stammen kan fjernes etter den siste konsolideringen. Stammen er fortrinnsvis ved romtemperatur eller tilnærmet romtemperatur når prepregen blir omspunnet rundt stammen.
Hvis man ønsker det er det mulig å surre prepregen rundt stammen for hånd.
Oppfinnelsen er naturligvis ikke på noen som helst måte begrenset til de foretrukne utførelsesformer beskrevet over. Tvert imot vil mange mulige modifikasjo-ner av disse være åpenbare for fagmannen uten å fjerne seg fra oppfinnelsens grunnleggende idé, som definert i de etterfølgende kravene.
Claims (14)
1. Fremgangsmåte for å tilvirke et hovedsaklig sylinderformet objekt, omfattende de trinn å omspinne en båndformet, termoplastisk prepreg (11) rundt en hovedsaklig sylinderformet stamme (12) og konsolidere prepregen, der nevnte prepreg omfatter en matrise med innstøpte fibere og nevnte prepreg konsolideres ved
å utsette den for en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur, der minst ett lag av prepreg (11) dannes på stammen (12) i et første trinn ved å omspinne prepregen rundt stammen ved en temperatur som er lavere enn matrisens smeltetemperatur, hvorpå det eller de på denne måten dannede lag av omspunnet prepreg deretter i et påfølgende trinn utsettes for en temperatur som er høyere enn matrisens smeltetemperatur for å konsolidere prepregen ved å varme opp den omspunnede prepregen, der nevnte prepreg varmes opp for konsolidering til en temperatur som er høyere enn prepregmatrisens smeltetemperatur først etter at den er omspunnet i ett eller flere lag rundt stammen
karakterisert vedat konsolideringstrykket reguleres avhengig av forspenningen i den omspunnede prepregen og den anisotrope, termiske ekspansjonen av den omspunnede prepregen forårsaket av temperatufrorskjellen mellom omspinningstrinnet og konsolideringstrinnet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert vedat fremgangsmåten gjentas etter avkjøling av det eller de konsoliderte lag av prepreg inntil objektets ønskede veggtykkelse oppnås.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert vedat nevnte minst ene lag av prepreg dannes på stammen (12) ved å omspinne prepregen rundt stammen under strekk, og at strekken i den omspunnede prepregen opprettholdes under konsolideringsprosessen, der konsolideringstrykket skapes av anisotrop termisk ekspansjon av den omspunnede, strekkbelastede prepregen.
4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3,karakterisert vedat varmen anvendes på den utovervendte overflaten
av den omspunnede prepregen på en hovedsaklig symmetrisk måte i forhold til stammens lengdeakse.
5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat en ensrettet prepreg anvendes for å danne nevnte minst ene lag av prepreg.
6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat en båndformet prepreg anvendes for å danne nevnte minst ene lag av prepreg.
7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat prepregen som omspinnes festes til stammen (12) ved diskrete punkter.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,
karakterisert vedat prepregen som omspinnes festes til stammen (12) ved punktsveising, ved fastspenning eller ved hjelp av et vedheftingsmiddel.
9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat den utovervendte overflaten til den omspunnede prepregen holdes utildekket under konsolideringsprosessen.
10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat prepregen omspinnes rundt stammen (12) av en omspinningsanordning (13; 13'), og at prepregen som omspinnes konsolideres når den varmes opp av en oppvarmingsanordning (20; 20').
11. Fremgangsmåte ifølge krav 10,
karakterisert vedat oppvarmingsanordningen (20) og et spolehode (14) på omspinningsanordningen beveges i lengderetningen til stammen (12) under til-virkning av objektet.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 10,
karakterisert vedat stammen (12) beveges i sin lengderetning under til-virkning av objektet for å føre den forbi omspinningsanordningen (13') og deretter passere den gjennom oppvarmingsanordningen (20').
13. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat stammen (12) roteres om sin lengdeakse under omspinning av prepregen.
14. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-12,karakterisert vedat minst én prepreg-forsyningsspoie (19') roteres om stammen under omspinning av prepregen.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20041890A NO324568B1 (no) | 2004-05-07 | 2004-05-07 | Fremgangsmate for a tilvirke en hovedsakelig sylinderformet objekt |
| EP05737492A EP1771293B1 (en) | 2004-05-07 | 2005-05-06 | A method and an apparatus for fabricating an essentially cylindrically shaped object |
| DE602005022877T DE602005022877D1 (de) | 2004-05-07 | 2005-05-06 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines im wesentlichen zylindrisch geformten objekts |
| DK05737492.8T DK1771293T3 (da) | 2004-05-07 | 2005-05-06 | Fremgangsmåde og apparat til fremstilling af et hovedsageligt cylindrisk formet objekt |
| PCT/IB2005/001231 WO2005108046A1 (en) | 2004-05-07 | 2005-05-06 | A method and an apparatus for fabricating an essentially cylindrically shaped object |
| AT05737492T ATE477106T1 (de) | 2004-05-07 | 2005-05-06 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines im wesentlichen zylindrisch geformten objekts |
| BRPI0510578A BRPI0510578B1 (pt) | 2004-05-07 | 2005-05-06 | método e dispositivo para fabricação de um objeto de formato substancialmente cilíndrico |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20041890A NO324568B1 (no) | 2004-05-07 | 2004-05-07 | Fremgangsmate for a tilvirke en hovedsakelig sylinderformet objekt |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20041890D0 NO20041890D0 (no) | 2004-05-07 |
| NO20041890L NO20041890L (no) | 2005-11-08 |
| NO324568B1 true NO324568B1 (no) | 2007-11-26 |
Family
ID=34880507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20041890A NO324568B1 (no) | 2004-05-07 | 2004-05-07 | Fremgangsmate for a tilvirke en hovedsakelig sylinderformet objekt |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1771293B1 (no) |
| AT (1) | ATE477106T1 (no) |
| BR (1) | BRPI0510578B1 (no) |
| DE (1) | DE602005022877D1 (no) |
| DK (1) | DK1771293T3 (no) |
| NO (1) | NO324568B1 (no) |
| WO (1) | WO2005108046A1 (no) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1028697C2 (nl) * | 2005-04-05 | 2006-10-09 | Airborne Dev B V | Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van vezelversterkte buis. |
| NO325548B1 (no) * | 2006-09-05 | 2008-06-16 | Wellstream Int Ltd | Fremgangsmate og sammenstilling for tilvirking av et homogent komposittror med uspesifisert lengde |
| EP2314441B1 (en) * | 2009-10-23 | 2012-08-15 | General Electric Company | Spiral winding system for manufacturing a composite component |
| NL2004854C2 (en) | 2010-06-08 | 2011-12-12 | Airborne Dev B V | Method and device for manufacturing composite products comprising a planar portion. |
| NL2006335C2 (en) | 2011-03-03 | 2012-09-04 | Airborne Composites Tubulars B V | Method for manufacturing continuous composite tube, apparatus for manufacturing continuous composite tube. |
| DE102011111359A1 (de) * | 2011-07-27 | 2013-01-31 | Abdul Amir Shubbar | Vorrichtung zur Verstärkung von Tanks mit kunstharzgetränkten Fasern |
| EP2591907B1 (en) * | 2011-09-16 | 2014-11-05 | Murata Machinery, Ltd. | Filament winding apparatus |
| US11911976B2 (en) | 2021-06-11 | 2024-02-27 | Saudi Arabian Oil Company | System for in-situ consolidation and curing of composite structures |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4997503A (en) * | 1989-07-19 | 1991-03-05 | Phillips Petroleum Company | Filament winding apparatus and method |
| US5039368A (en) * | 1989-09-25 | 1991-08-13 | Thiokol Corporation | Thermoplastic matrix filament winding head |
| CA2057160A1 (en) * | 1990-12-19 | 1992-06-20 | John A. Johnson | Fiber placement compaction preheat system |
| WO1994020285A1 (de) * | 1993-03-10 | 1994-09-15 | Hoechst Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung von formkörpern aus endlosfaserverstärkten thermoplasten und deren verwendung |
| US5447586A (en) * | 1994-07-12 | 1995-09-05 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Control of thermoplastic tow placement |
| ES2172759T3 (es) * | 1996-04-18 | 2002-10-01 | Abb Research Ltd | Bandaje para sujetar extremos frontales de bobinas de rotor de maquinas electricas y procedimiento para la realizacion de bandajes para sujetar los extremos frontales de las bobinas. |
| US6773773B2 (en) * | 1999-06-14 | 2004-08-10 | Adc Acquisition Company | Reinforced thermoplastic pipe manufacture |
-
2004
- 2004-05-07 NO NO20041890A patent/NO324568B1/no not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-05-06 EP EP05737492A patent/EP1771293B1/en active Active
- 2005-05-06 BR BRPI0510578A patent/BRPI0510578B1/pt active IP Right Grant
- 2005-05-06 WO PCT/IB2005/001231 patent/WO2005108046A1/en active Application Filing
- 2005-05-06 DE DE602005022877T patent/DE602005022877D1/de active Active
- 2005-05-06 DK DK05737492.8T patent/DK1771293T3/da active
- 2005-05-06 AT AT05737492T patent/ATE477106T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2005108046A1 (en) | 2005-11-17 |
| DK1771293T3 (da) | 2010-11-15 |
| DE602005022877D1 (de) | 2010-09-23 |
| ATE477106T1 (de) | 2010-08-15 |
| EP1771293B1 (en) | 2010-08-11 |
| EP1771293A1 (en) | 2007-04-11 |
| BRPI0510578B1 (pt) | 2016-03-15 |
| NO20041890D0 (no) | 2004-05-07 |
| NO20041890L (no) | 2005-11-08 |
| BRPI0510578A (pt) | 2007-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4976812A (en) | In-line consolidation of braided structures | |
| US6773773B2 (en) | Reinforced thermoplastic pipe manufacture | |
| DK2681040T3 (en) | METHOD OF PRODUCING AN UNINTERRUPTED composite, APPARATUS FOR PRODUCTION OF A CONTINUOUS composite | |
| USH1261H (en) | On-line consolidation of filament wound thermoplastic parts | |
| US5320696A (en) | In-line consolidation of braided structures | |
| US8123888B2 (en) | Fiber reinforced polymer oilfield tubulars and method of constructing same | |
| JP3027625B2 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂トウとその製品を巻き取る装置及び方法 | |
| US10507999B2 (en) | Manufacturing method of tank and tank manufacturing apparatus | |
| US5146835A (en) | In-line consolidation of braided structures | |
| US20030209312A1 (en) | Reinforced thermoplastic pipe manufacture | |
| EP1771293B1 (en) | A method and an apparatus for fabricating an essentially cylindrically shaped object | |
| CA1309283C (en) | In-line consolidation of braided structures | |
| US4975321A (en) | Structural composites of fluoropolymers reinforced with continuous filament fibers | |
| US8967220B2 (en) | Method and assembly for the production of a homogenous composite pipe of unspecified length | |
| JP6974334B2 (ja) | 複合体オーバーラップツールのための熱可塑性複合体インサイチュー溶融処理方法 | |
| CA2465302C (en) | Reinforced thermoplastic pipe manufacture | |
| JP4973168B2 (ja) | 繊維強化複合材料成形装置 | |
| JP6975965B2 (ja) | 巻き付け装置 | |
| JPH05338062A (ja) | 線状材強化熱可塑性樹脂管体の製造方法 | |
| Mertiny et al. | Material, Manufacturing and Test Results for High-Temperature Fiber-Reinforced Polymer Structures for NMR Reservoir Surveillance and Other Oilfield Applications | |
| AU2002225821A1 (en) | Reinforced thermoplastic pipe manufacture | |
| JPH0569493A (ja) | 繊維強化樹脂管の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CREP | Change of representative |
Representative=s name: TANDBERGS PATENTKONTOR AS, POSTBOKS |
|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: GE OIL & GAS UK LIMITED, GB |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |