Намотка волокном — сравнительно простой процесс, в кото­ром армирующий материал в виде непрерывного ровинга (жгута) или нити (пряжи) наматывается на вращающуюся оправку. Спе­циальные механизмы, которые перемещаются со скоростью, син­хронизированной с вращением оправки, контролируют угол на­мотки и расположение армирующего материала. Его можно обер­тывать вокруг оправки в виде прилегающих друг к другу полос или по какому-то повторяющемуся рисунку до полного покрытия поверхности оправки. Последовательные слои наносятся под одним и тем же или под разными углами намотки, пока не будет набрана нужная толщина. Угол намотки может изменяться от очень малого — продольного до большого — окружного, т. е. около 90° относительно оси оправки, включая любые углы спи­рали в этом интервале. Связующим для армирующего материала служит термореактивная смола. При «мокрой» намотке смола наносится в процессе самой намотки. «Сухая» намотка основана на использовании ровинга, предварительно пропитанного смолой в В-стадии. Обычно отверждение идет при повышенной темпера­туре без избыточного давления, и завершающей стадией процесса является снятие изделия с оправки. При необходимости прово­дятся отделочные операции: механическая обработка или шли­фование.

Основной процесс имеет множество вариантов, различающихся в широких пределах характером намотки, особенностями кон­струкции, комбинацией материалов и типом оборудования. Кон­струкции должны быть намотаны в виде поверхностей вращения, хотя, в определенных пределах, могут быть отформованы изделия и другой конфигурации сжатием еще неотвержденной намотанной детали внутри закрытой формы. Конструкции могут быть полу­чены в виде гладких цилиндров, труб или тюбингов диаметром от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров. Намоткой можно формовать также изделия сферической, кониче­ской и геодезической формы. Для получения сосудов высокого давления и резервуаров для хранения в намотку вводят торцовые заглушки. Можно формовать изделия, работающие в специфиче­ских условиях нагружения, таких как внутреннее или наружное давление, сжимающие или крутящие нагрузки. Намотка дает возможность укреплять термопластичные трубы и металлические сосуды высокого давления наружными бандажами. Изделия могут быть спроектированы и сделаны с высокой степенью точности. С другой стороны, для намотки характерны меньшие скорости производства.

Для намотки пригоден практически любой непрерывный арми­рующий материал. На практике для этих целей используется, главным образом, стекловолокно. Углеродное и арамидное («Кев - лар-49») волокна использовались для наиболее ответственных де­талей в аэрокосмической промышленности, где требуются, в пер­вую очередь, высокие значения удельной прочности и модуля упругости.

Основными материалами для матрицы служат эпоксидные и полиэфирные смолы и полимеры сложных виниловых эфиров. Полиимиды, фенопласты н кремнийорганические смолы, при отверждении которых образуются продукты конденсации, труднее перерабатываются. В настоящее время большой интерес прояв­ляется к использованию для специальных целей некоторых тер­мопластов.

Для намотки применяются машины различных типов: от раз­новидностей токарных станков и машин с цепным приводом до более сложных компьютеризованных агрегатов с тремя или че­тырьмя осями движения. Имеются также машины для непрерыв­ного производства труб. Спроектировано портативное оборудова­ние для намотки больших резервуаров на месте установки. С по­мощью этих машин производится обычно только намотка по окруж­ности, а для усиления конструкции в продольном направлении применяют рубленую пряжу или ленты.

В данной главе будут рассмотрены в основном вопросы, свя­занные с намоткой волокном, причем главное внимание будет уделено армирующим материалам и смолам, технологии намотки, методам контролирования процессов и свойствам готовых изделий.