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Design of a prototype device for filament winding of pressure vessels

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1.3 Wet re- rolled winding Wet re-rolled winding process runs almost like dry winding process, the only difference is that fibre comes impregnated and re-spooled prior to work. In this way it is possible to better control the absorbed quantity of resin to obtain a prepreg-like roving, improving final finish grade. Roving can be frozen for storing or just used. 1.4 mandrel The mandrel is the part on which tow wraps it on. Depending on the required tolerances and from the fibre to be wound, it can be built in a whole piece rather than in a set of parts or in a dissolvable material, mandrel material can also be suitable to better couple to a particular tow fibre or just become part of the final product. By this considerations it is clear that mandrel material is an important issue. Typically, wood mandrels are used if low cost and low accuracy are needed, while for high precision (and especially for cure temperature above 300°C) graphite mandrels are preferred. Anyway steel and aluminium mandrels are the most used, they can also become part of the whole if metal liner is needed. Many issues have to be considered in choosing a mandrel. It must be strong enough to bear its own weight during the process, the stress due to winding tension and, later on, curing stage. Stiffness is important as well to avoid uncertainty in deposition angle of fibre and fibre path. The mandrel coefficient of thermal expansion (CTE) should be coupled in respect of fibre CTE, otherwise residual stresses and/or waviness could show up, especially during cure[7]. Mandrel axes can be as vertical as horizontal while feed eye keeps itself on moving to draw fibre path on the mandrel, according to this, machines calls lathe winder. Tumble winders are also available, in this case tumble of the mandrel allows fibre to cover the mandrel surface while feed eye is fixed. 1.5 geodesic and non-geodesic paths Depending on fibre path we split 2 main working: geodesic and non-geodesic winding. The former relates to courses of fibre that are the shortest between the extreme mandrel points to be wound (extreme point is intended to be the point at which the fibre go to the opposite end of the mandrel). Considering a vessels with open shaped ends, the extreme points can stand on the opposite end and side of the vessel (Figure 2). This course has the main advantage to avoid issues due to fibre 6
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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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