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Design of a prototype device for filament winding of pressure vessels

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filament winding has evolved to be the preferred, and most cost effective method, for producing pressure retaining structures from fibre reinforced polymeric composites[5]. Industrial process can get several advantages from this technology[2]: – high repetitiveness in fibre placement (from part to part and layer to layer) – can use continuous fibre over whole component area (without joints); can orient fibres easily in load direction – avoid capital expenses of autoclave – large structures can be built, larger than with any autoclave – high fibre-volume obtainable – costs are relatively low for material, since fibre and resin can be used in their lowest cost form rather than as prepreg. At the same time disadvantages stand: – cannot wind reverse curvature – cannot change path easily (in one lamina) – need mandrel, which sometimes can be complex or expensive – poor external surface, which can hamper aerodynamics – shape of components should permit mandrel removal, otherwise mandrel has to become a functional part of the wound. FW manufacturing process can be generally described as the process in which a fibre tow comes out from a reel, it comes tensioned and then it passes throughout a carriage (which eventually wets the tow). After this path, the tow overcomes a delivery eye and winds on the mandrel. Later on, the workpiece is cured. The fibre comes “as a whole” from the reel and it is cut after working. At this stage we recognize the presence of 5 main sets: – the reel, which provides the tow material. An industrial machine has a bookshelf of reels up to 70 at once – the tensioner. Each tow goes through a tensioner, acting like a brake (the tow is pulled out by the mandrel) to keep the fibre as tight as prescribed – the carriage, which generally do not carry any tensioner but the feed eye. Its main function is to deliver the tow in the proper position assuring the desired deposition angle. In this way it can move along one or more axes . Depending on the winding method it can carry a resin bath to coat the fibre and a cross carriage – the mandrel. It is the part on which the tow is going to wind up, it is not necessary to be symmetric 4
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Design of a prototype device for filament winding of pressure vessels

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Informazioni tesi

  Autore: Moreno Nurchi
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Cagliari
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Francesco Aymerich
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 118

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