Jinsi fiberglass imetengenezwa?

Fiberglass inahusu kikundi cha bidhaa zilizotengenezwa kutoka kwa nyuzi za glasi za kibinafsi pamoja na aina ya aina. Vipodozi vya glasi vinaweza kugawanywa katika vikundi viwili vikuu kulingana na jiometri yao: nyuzi zinazoendelea zinazotumiwa katika uzi na nguo, na nyuzi za kutofautisha (fupi) zinazotumika kama batts, blanketi, au bodi za insulation na kuchujwa. Fiberglass inaweza kuunda kuwa uzi kama pamba au pamba, na kusuka ndani ya kitambaa ambacho wakati mwingine hutumiwa kwa draperies. Vitambaa vya Fiberglass hutumiwa kawaida kama nyenzo ya kuimarisha kwa plastiki iliyoundwa na ya laminated. Pamba ya fiberglass, nyenzo nene, laini iliyotengenezwa kutoka kwa nyuzi za kutofautisha, hutumiwa kwa insulation ya mafuta na kunyonya kwa sauti. Inapatikana kawaida katika meli na vichwa vya manowari na vibanda; Sehemu za injini za gari na vifuniko vya jopo la mwili; katika vifaa na vitengo vya hali ya hewa; ukuta wa acoustical na paneli za dari; na sehemu za usanifu. Fiberglass inaweza kulengwa kwa matumizi maalum kama aina E (umeme), inayotumika kama mkanda wa insulation ya umeme, nguo na uimarishaji; Aina C (kemikali), ambayo ina upinzani mkubwa wa asidi, na aina T, kwa insulation ya mafuta.

Ingawa utumiaji wa kibiashara wa nyuzi za glasi ni za hivi karibuni, mafundi waliunda kamba za glasi kwa mapambo ya vitambaa na vase wakati wa Renaissance. Mwanafizikia wa Ufaransa, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, alitengeneza nguo zilizopambwa na kamba laini za glasi mnamo 1713, na wavumbuzi wa Uingereza waliiga nakala hiyo mnamo 1822. Weaver wa hariri wa Uingereza alifanya kitambaa cha glasi mnamo 1842, na mvumbuzi mwingine, Edward Libbey, alionyesha Mavazi ya kusuka ya glasi katika ufafanuzi wa 1893 Columbian huko Chicago.

Pamba ya glasi, wingi wa nyuzi za kutoroka kwa urefu wa nasibu, ilitengenezwa kwanza huko Uropa mwanzoni mwa karne, kwa kutumia mchakato ambao ulihusisha kuchora nyuzi kutoka kwa viboko kwa usawa hadi ngoma inayozunguka. Miongo kadhaa baadaye, mchakato wa inazunguka ulitengenezwa na kuwa na hati miliki. Vifaa vya kuhami nyuzi za glasi vilitengenezwa nchini Ujerumani wakati wa Vita vya Kwanza vya Dunia. Utafiti na maendeleo yaliyolenga uzalishaji wa viwandani wa nyuzi za glasi uliendelea nchini Merika mnamo 1930, chini ya uongozi wa kampuni mbili kuu, Kampuni ya Owens-Illinois Glass na Corning Glass Kazi. Kampuni hizi zilitengeneza nyuzi nzuri, nzuri, za bei ya chini kwa kuchora glasi iliyoyeyuka kupitia orifices nzuri sana. Mnamo mwaka wa 1938, kampuni hizi mbili ziliungana kuunda Owens-Corning Fiberglas Corp. sasa inajulikana kama Owens-Corning, imekuwa kampuni ya dola bilioni 3 kwa mwaka, na ni kiongozi katika soko la Fiberglass.

Malighafi

Malighafi ya msingi ya bidhaa za fiberglass ni aina ya madini ya asili na kemikali zilizotengenezwa. Viungo vikuu ni mchanga wa silika, chokaa, na majivu ya soda. Viungo vingine vinaweza kujumuisha alumina iliyokadiriwa, borax, feldspar, nepheline syenite, magnesite, na kaolin udongo, kati ya zingine. Mchanga wa silika hutumiwa kama glasi ya zamani, na majivu ya soda na chokaa husaidia kimsingi kupunguza joto la kuyeyuka. Viungo vingine hutumiwa kuboresha mali fulani, kama vile borax kwa upinzani wa kemikali. Kioo cha taka, pia huitwa Cullet, pia hutumiwa kama malighafi. Malighafi lazima ziwe na uzito kwa uangalifu kwa idadi halisi na kuchanganywa vizuri pamoja (inayoitwa batching) kabla ya kuyeyuka ndani ya glasi.

Utengenezaji
Mchakato

Kuyeyuka

Mara tu kundi litakapoandaliwa, hulishwa ndani ya tanuru ya kuyeyuka. Tanuru inaweza kuwashwa na umeme, mafuta ya kisukuku, au mchanganyiko wa hizo mbili. Joto lazima lidhibitiwe kwa usahihi ili kudumisha mtiririko laini wa glasi. Kioo kilichoyeyushwa lazima kihifadhiwe kwa joto la juu (karibu 2500 ° F [1371 ° C]) kuliko aina zingine za glasi ili kuunda kuwa nyuzi. Mara glasi itakapoyeyushwa, huhamishiwa kwa vifaa vya kutengeneza kupitia kituo (mbele) kilichopo mwisho wa tanuru.

Kutengeneza nyuzi

Michakato kadhaa tofauti hutumiwa kuunda nyuzi, kulingana na aina ya nyuzi. Nyuzi za nguo zinaweza kuunda kutoka kwa glasi iliyoyeyushwa moja kwa moja kutoka kwenye tanuru, au glasi iliyoyeyushwa inaweza kulishwa kwanza kwa mashine ambayo hutengeneza marumaru ya glasi ya inchi 0.62 (1.6 cm). Marumaru hizi huruhusu glasi kukaguliwa kuibua kwa uchafu. Katika mchakato wa kuyeyuka moja kwa moja na marumaru, glasi au glasi hulishwa kupitia misitu yenye moto (pia huitwa spinnerets). Bushing imetengenezwa kwa aloi ya platinamu au chuma, na mahali popote kutoka 200 hadi 3,000 orifices nzuri sana. Kioo kilichoyeyushwa hupitia orifices na hutoka kama filaments nzuri.

Mchakato unaoendelea wa uwanja

Fiber ndefu, inayoendelea inaweza kuzalishwa kupitia mchakato wa uwanja unaoendelea. Baada ya glasi kupita kupitia shimo kwenye bushing, kamba nyingi hushikwa kwenye upepo wa kasi. Winder huzunguka kwa umbali wa maili 2 kwa dakika, haraka sana kuliko kiwango cha mtiririko kutoka kwa misitu. Mvutano huo huchota filaments wakati bado kuyeyushwa, na kutengeneza kamba sehemu ya kipenyo cha fursa kwenye bushing. Binder ya kemikali inatumika, ambayo husaidia kuzuia nyuzi kutoka kuvunja wakati wa usindikaji wa baadaye. Filament basi hujeruhiwa kwenye zilizopo. Inaweza kupotoshwa na kusambazwa ndani ya uzi.

Mchakato wa nyuzi-nyuzi

Njia mbadala ni mchakato wa ngumu. Wakati glasi iliyoyeyuka inapita kwenye misitu, jets za hewa hupunguza haraka filaments. Milipuko ya hewa ya misukosuko pia huvunja filaments kuwa urefu wa inchi 8-15 (cm 20-38). Filamu hizi huanguka kupitia dawa ya lubricant kwenye ngoma inayozunguka, ambapo huunda wavuti nyembamba. Wavuti hutolewa kutoka kwa ngoma na kuvutwa ndani ya safu inayoendelea ya nyuzi zilizokusanyika. Kamba hii inaweza kusindika kuwa uzi na michakato ile ile inayotumika kwa pamba na pamba.

Nyuzi zilizochaguliwa

Badala ya kuunda uzi, kamba inayoendelea au ya muda mrefu inaweza kung'olewa kwa urefu mfupi. Kamba imewekwa kwenye seti ya bobbins, inayoitwa creel, na kuvuta kupitia mashine ambayo huiweka vipande vifupi. Fiber iliyokatwa huundwa ndani ya mikeka ambayo binder imeongezwa. Baada ya kuponya katika oveni, mkeka umevingirwa. Uzito na unene anuwai hutoa bidhaa kwa shingles, paa zilizojengwa, au mikeka ya mapambo.

Pamba ya glasi

Mchakato wa mzunguko au spinner hutumiwa kutengeneza pamba ya glasi. Katika mchakato huu, glasi iliyoyeyuka kutoka kwa tanuru hutiririka kwenye chombo cha silinda kilicho na mashimo madogo. Wakati chombo kinateleza haraka, mito ya usawa ya glasi inapita nje ya shimo. Mito ya glasi iliyoyeyushwa hubadilishwa kuwa nyuzi na mlipuko wa chini wa hewa, gesi moto, au zote mbili. Nyuzi huanguka kwenye ukanda wa conveyor, ambapo huingiliana na kila mmoja katika misa ya ngozi. Hii inaweza kutumika kwa insulation, au pamba inaweza kunyunyizwa na binder, iliyoshinikizwa ndani ya unene unaotaka, na kutibiwa katika oveni. Joto huweka binder, na bidhaa inayosababishwa inaweza kuwa bodi ngumu au nusu, au batt rahisi.

Mipako ya kinga

Mbali na binders, mipako mingine inahitajika kwa bidhaa za fiberglass. Mafuta hutumiwa kupunguza abrasion ya nyuzi na labda hunyunyizwa moja kwa moja kwenye nyuzi au kuongezwa kwenye binder. Muundo wa kupambana na tuli pia wakati mwingine hunyunyizwa kwenye uso wa mikeka ya insulation ya fiberglass wakati wa hatua ya baridi. Hewa ya baridi inayotolewa kupitia mkeka husababisha wakala wa kupambana na tuli kupenya unene mzima wa mkeka. Wakala wa kupambana na tuli ana viungo viwili-nyenzo ambayo hupunguza kizazi cha umeme tuli, na nyenzo ambayo hutumika kama kizuizi cha kutu na utulivu. Vipengele zaidi (lubricants, binders, au mawakala wa kuunganisha). Mawakala wa kuunganisha hutumiwa kwenye kamba ambayo itatumika kwa kuimarisha plastiki, kuimarisha dhamana kwa nyenzo zilizoimarishwa.Someti wakati mwingine operesheni ya kumaliza inahitajika ili kuondoa mipako hii, au kuongeza mipako nyingine. Kwa uimarishaji wa plastiki, ukubwa unaweza kuondolewa na joto au kemikali na wakala wa kuunganisha. Kwa matumizi ya mapambo, vitambaa lazima vitishwe joto ili kuondoa ukubwa na kuweka weave. Mapazia ya msingi wa rangi hutumika kabla ya kufa au kuchapa.

Kutengeneza katika maumbo

Bidhaa za Fiberglass huja katika maumbo anuwai, yaliyotengenezwa kwa kutumia michakato kadhaa. Kwa mfano, insulation ya bomba la fiberglass ni jeraha kwenye fomu kama fimbo inayoitwa mandrels moja kwa moja kutoka kwa vitengo vya kutengeneza, kabla ya kuponya. Fomu za ukungu, kwa urefu wa futi 3 (91 cm) au chini, kisha huponywa katika oveni. Urefu ulioponywa basi umetengenezwa kwa urefu, na hua ndani ya vipimo maalum. Kitengo kinatumika ikiwa inahitajika, na bidhaa imewekwa kwa usafirishaji.

Udhibiti wa ubora

Wakati wa utengenezaji wa insulation ya fiberglass, nyenzo hupigwa sampuli katika maeneo kadhaa katika mchakato wa kudumisha ubora. Maeneo haya ni pamoja na: kundi lililochanganywa linalolishwa kwa umeme wa umeme; glasi iliyoyeyuka kutoka kwa bushing ambayo hulisha fibersizer; Fiber ya glasi inayotoka kwenye mashine ya fibersizer; na bidhaa ya mwisho iliyoponywa inayoibuka kutoka mwisho wa mstari wa uzalishaji. Sampuli za glasi nyingi na nyuzi zinachambuliwa kwa muundo wa kemikali na uwepo wa dosari kwa kutumia wachambuzi wa kemikali wa kisasa na darubini. Ugawanyaji wa ukubwa wa vifaa vya batch hupatikana kwa kupitisha nyenzo kupitia idadi ya sizi tofauti za ukubwa. Bidhaa ya mwisho hupimwa kwa unene baada ya ufungaji kulingana na maelezo. Mabadiliko ya unene yanaonyesha kuwa ubora wa glasi uko chini ya kiwango.

Watengenezaji wa insulation ya Fiberglass pia hutumia aina ya taratibu za upimaji sanifu kupima, kurekebisha, na kuongeza upinzani wa bidhaa, kunyonya sauti, na utendaji wa kizuizi cha sauti. Sifa za acoustical zinaweza kudhibitiwa kwa kurekebisha vigezo vya uzalishaji kama kipenyo cha nyuzi, wiani wa wingi, unene, na yaliyomo kwenye binder. Njia kama hiyo hutumiwa kudhibiti mali ya mafuta.

Baadaye

Sekta ya Fiberglass inakabiliwa na changamoto kubwa zaidi ya miaka yote ya 1990 na zaidi. Idadi ya wazalishaji wa insulation ya fiberglass imeongezeka kwa sababu ya ruzuku za Amerika za kampuni za nje na maboresho katika tija na wazalishaji wa Amerika. Hii imesababisha uwezo mkubwa, ambao soko la sasa na labda la baadaye haliwezi kubeba.

Mbali na uwezo wa ziada, vifaa vingine vya insulation vitashindana. Pamba ya mwamba imetumika sana kwa sababu ya mchakato wa hivi karibuni na maboresho ya bidhaa. Insulation ya povu ni njia nyingine ya fiberglass katika kuta za makazi na paa za kibiashara. Nyenzo nyingine ya kushindana ni selulosi, ambayo hutumiwa katika insulation ya Attic.

Kwa sababu ya mahitaji ya chini ya insulation kwa sababu ya soko laini la nyumba, watumiaji wanadai bei ya chini. Mahitaji haya pia ni matokeo ya mwenendo unaoendelea katika ujumuishaji wa wauzaji na wakandarasi. Kujibu, tasnia ya insulation ya fiberglass italazimika kuendelea kupunguza gharama katika maeneo makubwa mawili: nishati na mazingira. Vyombo vyenye ufanisi zaidi vitalazimika kutumiwa ambavyo havitegemei chanzo kimoja tu cha nishati.

Pamoja na milipuko ya ardhi kufikia kiwango cha juu, wazalishaji wa fiberglass watalazimika kufikia karibu pato la sifuri kwenye taka ngumu bila gharama kubwa. Hii itahitaji kuboresha michakato ya utengenezaji ili kupunguza taka (kwa taka za kioevu na gesi pia) na kutumia tena taka kila inapowezekana.

Takataka kama hizo zinaweza kuhitaji kurudisha tena na kurekebisha tena kabla ya kutumia tena kama malighafi. Watengenezaji kadhaa tayari wanashughulikia maswala haya.