Производство углеродного волокна и детали из углеродного волокна:каковы основы?

Производители стремятся к высокопрочным и легким изделиям. Элитные компании используют углеродные волокна и их простой процесс.

Не пора ли использовать детали из углеродного волокна в вашем производстве?

Аэрокосмическая и медицинская промышленность переводят детали на производство углеродного волокна. Итак, чтобы узнать больше о процессе и о том, как он может работать для вашего продукта, читайте дальше.

3 части производства углеродного волокна

Первая часть - это процесс pre-preg, который включает изготовление листов из углеродного волокна. Углеродные волокна сплетены в однородные пряди. Затем нагревают вместе, создавая предварительно пропитанные листы.

После этого следует изготовление. Сырье, такое как эпоксидная смола, образует готовый композит. Сюда входит смешивание и нанесение однонаправленных отверждающих смол.

Продукт готов после отверждения в условиях высокотемпературной полимеризации.

Последний процесс - это пост-прег-обработка. Следовательно, это требует добавления большего количества смолы в готовый композит и отверждения.

Изготовленные на заказ детали из углеродного волокна легкие. Они достаточно прочные, чтобы без сбоев выдерживать постоянные нагрузки в 600 фунтов на квадратный дюйм. Другие преимущества использования углеродных волокон:

• Высокая прочность на разрыв по сравнению с удельным весом.
• Высокая усталостная прочность.
• Низкая скорость теплового расширения.
• Повышенное соотношение жесткости и веса.

Классификация углеродных волокон

Модуль упругости определяет, сколько тянущего усилия может проявлять волокно определенного диаметра без разрушения. Единица измерения модуля упругости при растяжении - фунт / кв. Самое прочное углеродное волокно примерно в пять раз прочнее стали.

Графитовые волокна - это волокна со сверхвысоким модулем упругости, изготовленные из нефти. Следовательно, эти волокна имеют внутреннюю структуру, подобную трехмерному кристаллу.

Из пластика формируются длинные пряди. Их нагревают до очень высокой температуры, не позволяя им соприкасаться с кислородом. Волокна не горят без кислорода.

Вместо этого высокая температура заставляет атомы в волокне дрожать. Таким образом, происходит вытеснение большинства неуглеродных атомов.

Производственный процесс

Детали из углеродного волокна получают из полиакрилонитрила или вискозы, а иногда и из нефти. Они состоят из запатентованной смеси длинных цепочек молекул, состоящих из атомов углерода.

Например, вот основные этапы процесса.

Прядение волокна

• Акрилонитрил-пластик смешивается с другим типом пластика для получения полиакрилонитрила. Это происходит в процессе, называемом полимеризацией в суспензии или растворе.
• Пластик превращается в волокна. Химические вещества перекачивают волокна в химическую ванну, чтобы они превратились в твердые волокна. Или смешивая пластик и нагретые химикаты до тех пор, пока они не испарятся.
• После стирки и растяжки волокна становятся тоньше. Молекулы выравниваются, нагреваются и становятся прочными.

Стабилизация

• Производство карбонизированных волокон требует химических изменений. Волокна нагреваются на воздухе примерно до 390-590 ° F (200-300 ° C) в течение 30-120 минут. Волокна поглощают кислород из воздуха, и характер их связывания меняется.
• В процессе стабилизации можно использовать различные методы. В некоторых случаях волокна протягиваются через камеры с подогревом. Или волокна проходят через горячие валки и через материалы, удерживаемые во взвешенном состоянии горячим воздухом. Следовательно, некоторые используют нагретый воздух, смешанный с химикатами, для ускорения стабилизации.

Карбонизация

• Затем стабильные волокна нагреваются до 1830–5500 ° F. Это происходит в течение нескольких минут в печи, в которой нет кислорода для волокон от горения.
• Затем нагретые волокна теряют атомы. Сюда входят водяной пар, аммиак, окись углерода и двуокись углерода. В результате оставшиеся атомы образуют плотно связанные кристаллы углерода. Они выровнены параллельно длинной оси волокна.

Окисление поверхности

• После карбонизации поверхность волокон окисляется, готовясь к лучшему сцеплению.
• Окисление требует погружения волокон в воздух, углекислый газ или озон. С другой стороны, другие растворы включают гипохлорит натрия и азотную кислоту. Покрытие волокон происходит в результате электролитического процесса.

Размер волокна

• После окисления волокна покрываются покрытием для защиты во время ткачества. Проклеивающие материалы взаимодействуют с клеем, образуя композитные материалы. Например, материалы покрытия включают эпоксидную смолу, полиэстер, нейлон и уретан.
• Намотанные на бобины волокна скручиваются вместе, и получается пряжа разных размеров.

Оборудование для производства углеродного волокна

Немногие компании занимаются производством углеродного волокна или его оборудования. Чтобы уточнить, они предпочитают отдавать свою продукцию из углеродного волокна на аутсорсинг опытным компаниям, таким как SMI Composites.

Прежде всего, SMI Composites знает, как изготавливать высококачественные детали из углеродного волокна. Итак, позвоните нам сегодня, чтобы узнать, как мы можем сделать ваши детали из углеродного волокна на заказ.