Heb je hulp of advies nodig?
+44 31 54566 456666
PRODUCTEN GEBRUIKT IN DIT PROJECT
Hoewel dit niet noodzakelijkerwijs een volledige lijst is, zijn de volgende gereedschappen en materialen, geleverd door Easy Composites, gebruikt in dit project.
De hieronder getoonde hoeveelheid is de hoeveelheid die bij benadering in het project is gebruikt, naar boven afgerond op de dichtstbijzijnde beschikbare kitmaat of hoeveelheid.
VERSTERKINGEN
VIDEO TUTORIAL
Hoe maak je een rolomwikkelde koolstofvezelbuis?
In this tutorial you can learn how to use a metal mandrel, prepreg carbon fibre and shrink tape to produce a bespoke carbon fibre tube using the roll wrapping process.
The roll wrapping process is used by composite manufacturers to produce high strength carbon fibre tubes, either with a basic unfinished appearance or with a cosmetic finished appearance. Indeed, Easy Composites carry one of the largest range of roll wrapped carbon fibre tubes available to buy online. Sometimes however, the need arises for a carbon fibre tube of very specific dimensions, fibre type/orientation or appearance.
Providing the tube you wish to make has parallel sides or a continuous taper then it is possible to use the roll wrapping process to make your own bespoke carbon fibre tube without the need for any specialist machinery beyond a metal mandrel of the right size and an oven large enough to cure the tube in.
If, instead, you need to make a carbon fibre tube that is not straight, such as handlebars or a more complex tubular frame structure such as a suspension wishbone or bike frame then take a look at our tutorial on making a carbon fibre tube using a split-mould.
Explained below are the materials and processes used in the tutorial.
UITSPLITSING TUTORIAL
1. Metal mandrel
Het wikkelproces bestaat uit het wikkelen van prepreg koolstofvezel rond een metalen doorn. Het uitgangspunt is dus om een metalen doorn te hebben met de juiste diameter voor het formaat buis dat je wilt maken. Omdat de koolstofvezel rond de buitenkant van de doorn wordt gewikkeld, moet de doorn zelf een buitendiameter hebben die overeenkomt met de binnendiameter van de koolstofvezelbuis die je ermee gaat maken. De buitendiameter van je koolstofvezelbuis wordt bepaald door de hoeveelheid wapening (het aantal lagen) die je om de doorn wikkelt.
In de video gebruiken we een aluminium doorn omdat de hoge thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) van aluminium het zeer geschikt maakt voor het wikkelproces. Staal of andere metalen kunnen worden gebruikt, maar metalen met een hogere CTE maken het proces gemakkelijker.
Als je een taps toelopende koolstofvezelbuis wilt maken, moet je waarschijnlijk een massieve aluminium staaf op een draaibank afdraaien om een taps toelopende doorn te maken.
Als je eenmaal een doorn van de juiste maat hebt, zorg er dan voor dat deze helemaal schoon en zo glad mogelijk is om het extraheren te vergemakkelijken. Vervolgens moet de doorn grondig worden geprepareerd met een chemisch lossingsmiddel bij hoge temperatuur, zoals Easy-Lease.
2. Prepreg carbon fibre
Hoewel het in theorie mogelijk is om alternatieve soorten versterkingen te gebruiken, zoals een droog weefsel dat is bevochtigd met epoxyhars, biedt in de praktijk alleen prepreg koolstofvezel de precisie en het gebruiksgemak die nodig zijn voor het wikkelproces op rollen.
In de tutorial gebruiken we een laag XPREG® XC110 210g geweven prepreg aan de binnenkant van de buis, gevolgd door verschillende lagen XC130 300g unidirectionele prepreg, afgewerkt met een laatste laag XC110 210g geweven prepreg aan de buitenkant van de buis. Omdat het geweven prepreg vezels heeft die georiënteerd zijn in de 0°-as (langs de lengte van de buis) en in de 90°-as (rond de omtrek van de buis) voegen deze lagen wat bekend staat als hoepelsterkte toe aan de buis, waardoor de buis minder kwetsbaar is voor druk- of barstkrachten en splinteren. Het grootste deel van de wapening, in de 0°-as, geeft de buis zijn stijfheid in de lengterichting.
Door de lay-up te wijzigen en meer of minder geweven lagen toe te voegen of door de oriëntatie van de unidirectionele lagen te wijzigen of af te wisselen, kunnen de prestaties van de buis nauwkeurig worden geoptimaliseerd voor het specifieke gebruik. Een buis voor een schroefas zal bijvoorbeeld voornamelijk te maken krijgen met torsiekrachten en dus kunnen de unidirectionele vezels buiten de as worden uitgelijnd, bijvoorbeeld onder een hoek van 45°, specifiek om deze krachten op te vangen.
3. Composites shrink tape
Zodra de prepreg koolstofvezelwapening zo strak mogelijk rond de doorn is gewikkeld, wordt de wapening strak omwikkeld met een composietkrimptape voor verdere consolidatie.
Bij het aanbrengen van de krimptape is het belangrijk dat er veel overlap is. Elke wikkel van de tape gaat maar een paar millimeter verder in de buis. Hoewel het tijdrovend is om met de hand te doen, zorgt veel overlap op deze manier voor veel meer verstevigingsdruk wanneer de tape tijdens het uitharden samentrekt.
4. Oven cure
Naast de doorn is het hebben van een oven om de buis in uit te harden waarschijnlijk de belangrijkste beperkende factor bij het overwegen van het wikkelproces buiten een volledige productieomgeving. In tegenstelling tot andere prepreg processen vereist het wikkelproces echter geen nauwkeurige temperatuurregeling of de vaak benodigde 'ramp and soak' uithardingscycli in meerdere stappen. Het proces vereist ook geen actieve vacuümleiding naar de oven. Daarom zijn de enige vereisten voor een oven om een opgerolde buis uit te harden een eenvoudige temperatuurregeling en voldoende afmetingen om de buis in te passen. Afhankelijk van de grootte van de buis die je wilt maken, kan alles gebruikt worden, van een huishoudoven tot een poedercoatoven.
In de videotutorial gebruiken we onze OV301 precisiecomposieten uithardingsoven. De XPREG XC110 prepreg wordt in de oven geladen op 120°C, vlakke temperatuur, en mag 1 uur 30 minuten uitharden.
DISCUSSIE (34)
Laat het ons weten als je vragen of opmerkingen hebt over deze videotutorial.
It could be done as a wet lay at room temperature for sure. With pre-preg, as in the video, you may find that for most off the shelf pultruded tubes, that the cure cycle temperature exceeds the heat resistance of the tube which could cause it to soften, distort or even crush during the cure cycle.
The manufacturing process for a prop shaft might well be very similar to the process shown in this video although the fibre orientation would be very different. For high-torque applications you would want the majority of the fibre to be spiralling around the tube (45 degrees for example) to resist the torque most effectively. The end fittings could be bonded to the tube using a variety of lap configurations (single lap, double lap, pocket lap etc.) or could even be designed to be laminated into the tube at the time (thus mechanically engaging the end fittings into the laminate).
For more conventional applications, like the strut brace, the end fittings would just be bonded onto the ends of the tube, again, using various lap configurations, according to requirement.
Hi Joel, no unfortunately this process won't work for anything other than a perfectly straight (although it can be tapered) tube. Anything with even a slight cure in would be impossible to remove from the mandrel.
The 'pro' way to make a curved tube would need to use an outer mould that can be split open. As processes go, it's quite a bit more involved. If you'd like to know more about this process, we produced a video tutorial on making a carbon fibre tube using a split mould already.
A more basic method, albeit with some compromises, would be to use some sort of sacrificial mandrel which you could shape as desired, then laminate carbon fibre and resin around. Once the resin is fully cured, you go about removing the mandrel. It's bit messy but one of the simplest ways to achieve this is using XPS (expanded polystyrene foam) to make the mandrel, then wrap it in some release film, then laminate dry carbon fibre cloth and epoxy laminating resin around the mandrel before wrapping the whole thing in shrink tape like you see us using in this tutorial. Once it's all cured, you can use a solvent like acetone to dissolve the foam. The release film will then pull out and you'll be left with a hollow, cured axe shaft.
I guess for completeness I should also point out that another option would be to leave the foam core in (if you chose to do this you wouldn't bother with the release film). An XPS core would only weigh a few grams so might not be a big deal to leave it in there and save the extra work.
LAAT EEN OPMERKING OF VRAAG ACHTER
PRODUCTEN GEBRUIKT IN DIT PROJECT
Hoewel dit niet noodzakelijkerwijs een volledige lijst is, zijn de volgende gereedschappen en materialen, geleverd door Easy Composites, gebruikt in dit project.
De hieronder getoonde hoeveelheid is de hoeveelheid die bij benadering in het project is gebruikt, naar boven afgerond op de dichtstbijzijnde beschikbare kitmaat of hoeveelheid.
VERSTERKINGEN
DISCUSSIE (34)
Laat het ons weten als je vragen of opmerkingen hebt over deze videotutorial.
It could be done as a wet lay at room temperature for sure. With pre-preg, as in the video, you may find that for most off the shelf pultruded tubes, that the cure cycle temperature exceeds the heat resistance of the tube which could cause it to soften, distort or even crush during the cure cycle.
The manufacturing process for a prop shaft might well be very similar to the process shown in this video although the fibre orientation would be very different. For high-torque applications you would want the majority of the fibre to be spiralling around the tube (45 degrees for example) to resist the torque most effectively. The end fittings could be bonded to the tube using a variety of lap configurations (single lap, double lap, pocket lap etc.) or could even be designed to be laminated into the tube at the time (thus mechanically engaging the end fittings into the laminate).
For more conventional applications, like the strut brace, the end fittings would just be bonded onto the ends of the tube, again, using various lap configurations, according to requirement.
Hi Joel, no unfortunately this process won't work for anything other than a perfectly straight (although it can be tapered) tube. Anything with even a slight cure in would be impossible to remove from the mandrel.
The 'pro' way to make a curved tube would need to use an outer mould that can be split open. As processes go, it's quite a bit more involved. If you'd like to know more about this process, we produced a video tutorial on making a carbon fibre tube using a split mould already.
A more basic method, albeit with some compromises, would be to use some sort of sacrificial mandrel which you could shape as desired, then laminate carbon fibre and resin around. Once the resin is fully cured, you go about removing the mandrel. It's bit messy but one of the simplest ways to achieve this is using XPS (expanded polystyrene foam) to make the mandrel, then wrap it in some release film, then laminate dry carbon fibre cloth and epoxy laminating resin around the mandrel before wrapping the whole thing in shrink tape like you see us using in this tutorial. Once it's all cured, you can use a solvent like acetone to dissolve the foam. The release film will then pull out and you'll be left with a hollow, cured axe shaft.
I guess for completeness I should also point out that another option would be to leave the foam core in (if you chose to do this you wouldn't bother with the release film). An XPS core would only weigh a few grams so might not be a big deal to leave it in there and save the extra work.
LAAT EEN OPMERKING OF VRAAG ACHTER
100% BEVEILIGD
BETALINGSMETHODEN
Easy Composites EU B.V., geregistreerd in Nederland 73601195. Alle inhoud auteursrechtelijk beschermd (C) Easy Composites Ltd, 2025. Alle rechten voorbehouden.