לעצט גייד פון CFRP: קאַרבאָן פיבער ריינפאָרסט פּלאַסטיק/פּאָלימער

מיט דער קאנטינעווערער אַנטוויקלונג פון קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן, אין דערצו צו גלאָז פיברע-פאַרשטאַרקטע פּלאַסטיקס, זענען אויך ארויסגעקומען טשאַד פיברע-פאַרשטאַרקטע פּלאַסטיקס, באָר פיברע-פאַרשטאַרקטע פּלאַסטיקס, אאז"וו. טשאַד פיברע-פאַרשטאַרקטע פּאָלימער קאָמפּאָזיטן (CFRP) זענען לייכטע און שטאַרקע מאַטעריאַלן וואָס ווערן גענוצט צו פאַבריצירן פילע פּראָדוקטן וואָס מיר נוצן אין אונדזער טעגלעך לעבן. דאָס איז אַ טערמין וואָס ווערט גענוצט צו באַשרייבן פיברע-פאַרשטאַרקטע קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן וואָס נוצן טשאַד פיבערס ווי דער הויפּט סטרוקטורעלער קאָמפּאָנענט.

אינהאַלטספֿאַרצייכענונג:

1. קאַרבאָן פיבער ריינפאָרסט פּאָלימער סטרוקטור
2. די מאָלדינג מעטאָד פון קאַרבאָן פיבער ריינפאָרסט פּלאַסטיק
3. אייגנשאפטן פון קאַרבאָן פיבער פארשטארקט פּאָלימער
4. מעלות פון CFRP
5. חסרונות פון CFRP
6. ניצט פון קאַרבאָן פיברע פארשטארקטע פּלאַסטיק

קאַרבאָן פיבער ריינפאָרסט פּאָלימער סטרוקטור

קאַרבאָן פיבער ריינפאָרסט פּלאַסטיק איז אַ מאַטעריאַל געשאפן דורך אָרדענען קאַרבאָן פיבער מאַטעריאַלן אין אַ געוויסע ריכטונג און ניצן באַנדאַד פּאָלימער מאַטעריאַלן. דער דיאַמעטער פון קאַרבאָן פיבער איז גאָר דין, וועגן 7 מיקראָנס, אָבער זיין שטאַרקייט איז גאָר הויך.

די מערסט באַזישע קאָמפּאָנענט איינהייט פון טשאַד פיברע ריינפאָרסט קאָמפּאָזיט מאַטעריאַל איז טשאַד פיברע פילאַמענט. די באַזישע רוי מאַטעריאַל פון טשאַד פיברע איז פּרעפּאָלימער פּאָליאַקרילאָניטריל (PAN), ראַיאָן, אָדער פּעטראָלעום פּעך. די טשאַד פילאַמענטן ווערן דעמאָלט געמאַכט אין טשאַד פיברע שטאָף דורך כעמישע און מעכאַנישע מעטאָדן פֿאַר טשאַד פיברע טיילן.

דער בינדנדיקער פּאָלימער איז געוויינטלעך אַ טערמאָסעטינג רעזין ווי עפּאָקסי. אַנדערע טערמאָסעטס אָדער טערמאָפּלאַסטישע פּאָלימערן ווערן מאַנטשמאָל געניצט, ווי פּאָליוויניל אַסעטאַט אָדער ניילאָן. אין דערצו צו טשאַד פיבערס, קענען קאָמפּאָסיטעס אויך אַנטהאַלטן אַראַמיד Q, גאָר הויך מאָלעקולאַר וואָג פּאָליעטילען, אַלומינום אָדער גלאָז פיבערס. די אייגנשאַפטן פון די לעצט טשאַד פיבער פּראָדוקט קענען אויך זיין אַפעקטאַד דורך די טיפּ פון אַדאַטיווז וואָס ווערן אריינגעפירט אין די בינדינג מאַטריץ.

די מאָלדינג מעטאָד פון קאַרבאָן פיבער ריינפאָרסט פּלאַסטיק

קאַרבאָן פיברע פּראָדוקטן זענען דער הויפּט אַנדערש צוליב פאַרשידענע פּראָצעסן. עס זענען פילע מעטאָדן פֿאַר שאַפֿן קאַרבאָן פיברע ריינפאָרסט פּאָלימער מאַטעריאַלן.

1. האַנט לייגן-אַפּ מעטאָד

צעטיילט אין דער טרוקענער מעטאָדע (פאר-צוגעגרייטער וואָרקשאָפּ) און נאַסע מעטאָדע (פיבער שטאָף און רעזין געקליבט צו נוצן). האַנט לייגן-אַפּ ווערט אויך גענוצט צו צוגרייטן פּרעפּרעגס פֿאַר נוצן אין צווייטיקע מאָלדינג פּראָצעסן ווי קאַמפּרעסיע מאָלדינג. אין דעם מעטאָדע ווערן שיץ פון טשאַד פיבער שטאָף לאַמינירט אויף אַ פורעם צו פֿאָרמען דעם לעצטן פּראָדוקט. די שטאַרקייט און שטייפקייט אייגנשאַפֿטן פון דעם רעזולטאַט מאַטעריאַל ווערן אָפּטימיזירט דורך אויסקלייבן די אַליינמאַנט און וויו פון די שטאָף פיבערס. דער פורעם ווערט דאַן אָנגעפֿילט מיט עפּאָקסי און געהיילט מיט היץ אָדער לופֿט. די מאַנופאַקטורינג מעטאָדע ווערט אָפֿט גענוצט פֿאַר נישט-געשטרענגטע טיילן, ווי מאָטאָר דעקל.

2. וואַקוום פאָרמינג מעטאָד

פֿאַר די לאַמינירטע פּרעפּרעג, איז עס נייטיק צו צולייגן דרוק דורך אַ געוויסן פּראָצעס צו מאַכן עס נאָענט צו דער פורעם און צו אויסהאַרטן און פֿאָרעמען עס אונטער אַ געוויסער טעמפּעראַטור און דרוק. די וואַקוום זעקל מעטאָדע ניצט אַ וואַקוום פּאָמפּע צו ליידיקן די אינעווייניק פון די פֿאָרמינג זעקל אַזוי אַז דער נעגאַטיווער דרוק צווישן דעם זעקל און דער פורעם שאַפֿט אַ דרוק אַזוי אַז די קאָמפּאָזיט מאַטעריאַל איז נאָענט צו דער פורעם.

אויף דער באזע פון ​​דער וואַקוום זעקל מעטאָדע, איז שפּעטער דער וואַקוום זעקל-אויטאָקלאַוו פאָרמירונג מעטאָדע געוואָרן דעריווט. אויטאָקלאַוועס צושטעלן העכערע דרוק און היץ-קאַרטונג דעם טייל (אַנשטאָט נאַטירלעך קאַרטונג) ווי וואַקוום זעקל-בלויז מעטאָדן. אַזאַ טייל האט אַ מער קאָמפּאַקטע סטרוקטור, בעסערע ייבערפלאַך קוואַליטעט, קען עפעקטיוו עלימינירן לופט בלאָזן (בלאָזן וועלן שטאַרק ווירקן די שטאַרקייט פון דעם טייל), און די קוילעלדיקע קוואַליטעט איז העכער. אין פאַקט, דער פּראָצעס פון וואַקוום בעגינג איז ענלעך צו דעם פון מאָביל טעלעפאָן פילם קלעפּן. עלימינירן לופט בלאָזן איז אַ הויפּט אַרבעט.

3. קאַמפּרעשאַן מאָלדינג מעטאָד

קאַמפּרעשאַן מאָלדינגאיז א מאָלדינג מעטאָדע וואָס איז גינסטיק צו מאַסע פּראָדוקציע און מאַסע פּראָדוקציע. פורמען זענען געוויינטלעך געמאכט פון אויבערשטע און אונטערשטע טיילן, וואָס מיר רופן אַ זכר פורעם און אַ ווייַבלעך פורעם. דער מאָלדינג פּראָצעס איז צו שטעלן די מאַטע געמאכט פון פּרעפּרעגס אין די מעטאַל קאַונטער פורעם, און אונטער דער ווירקונג פון אַ געוויסע טעמפּעראַטור און דרוק, די מאַטע איז געהייצט און פּלאַסטיסיזעד אין די פורעם קאַוואַטי, פליסט אונטער דרוק, און פילט די פורעם קאַוואַטי, און דאַן און מאָלדינג און קיורינג צו באַקומען פּראָדוקטן. אָבער, דעם אופֿן האט אַ העכער אָנהייב קאָסטן ווי די פריערדיקע, ווייַל די פורעם ריקווייערז זייער הויך-פּינטלעכקייַט CNC מאַשינינג.

4. וויינדינג מאָלדינג

פֿאַר טיילן מיט קאָמפּליצירטע פֿאָרמען אָדער אין דער פֿאָרעם פֿון אַ דריי-קערפּער, קען מען ניצן אַ פֿילאַמענט-ווינדער צו מאַכן דעם טייל דורך ווינדלען דעם פֿילאַמענט אויף אַ מאַנדראַל אָדער קערן. נאָכדעם ווי די ווינדלונג איז פֿולשטענדיק אויסגעהאַרטעט, נעמט אַרויס דעם מאַנדראַל. למשל, קען מען מאַכן רער-פֿאַרבינדונג-אַרעמס געניצט אין סאַספּענשאַן-סיסטעמען מיט דעם אופֿן.

5. רעזין טראַנספער מאָלדינג

רעזין טראַנספער מאָלדינג (RTM) איז אַ רעלאַטיוו פּאָפּולערע מאָלדינג מעטאָדע. אירע גרונטלעכע טריט זענען:
1. לייגט אריין דעם צוגעגרייטן שלעכטן קארבאן פיבער שטאָף אין דער פורעם און פארמאכט די פורעם.
2. אריינשפריצן פליסיגע טערמאסעטינג רעזין אין אים, אימפּרעסירן דעם פארשטארקנדיקן מאטעריאל, און אויסהארטן.

אייגנשאפטן פון קאַרבאָן פיבער ריינפאָרסט פּאָלימער

(1) הויך שטאַרקייט און גוטע עלאַסטיסיטי.

די ספעציפישע שטארקייט (דאס הייסט, די פראפארציע פון ​​ציענדיקער שטארקייט צו געדיכטקייט) פון קוילן-פייבער איז 6 מאל אזוי ווי שטאל און 17 מאל אזוי ווי אלומיניום. דער ספעציפישער מאדולוס (דאס הייסט, די פראפארציע פון ​​יאנג'ס מאדולוס צו געדיכטקייט, וואס איז א סימן פון דער עלאסטיסיטי פון אן אביעקט) איז מער ווי 3 מאל אזוי ווי שטאל אדער אלומיניום.

מיט הויכער ספעציפישער שטארקייט, קען עס אויסהאלטן א גרויסע ארבעטס לאסט. זיין מאקסימום ארבעטס דרוק קען דערגרייכן 350 ק"ג/קמ2. דערצו, איז עס מער קאמפרעסיבל און ווידערשטאנדספעאיק ווי ריין F-4 און זיין פלעכט.

(2) גוטע מידקייט קעגנשטעל און טראָגן קעגנשטעל.

איר מידקייט קעגנשטעל איז פיל העכער ווי יענע פון ​​עפּאָקסי רעזין און העכער ווי יענע פון ​​מעטאַל מאַטעריאַלן. גראַפיט פיבערס זענען זיך-לובריקירנדיק און האָבן אַ קליין קאָעפיציענט פון רייַבונג. די סומע פון ​​טראָגן איז 5-10 מאָל קלענער ווי יענע פון ​​אַלגעמיינע אַסבעסט פּראָדוקטן אָדער F-4 ברעידס.

(3) גוטע טערמישע קאַנדאַקטיוויטי און היץ קעגנשטעל.

קאַרבאָן פיברע פארשטארקטע פּלאַסטיקס האָבן גוטע טערמישע קאַנדאַקטיוויטי, און די היץ וואָס ווערט גענערירט דורך רייַבונג ווערט גרינג צעשפּרייט. דער אינעווייניק איז נישט גרינג צו איבערהייצן און לאַגערן היץ און קען ווערן גענוצט ווי אַ דינאַמיש פאַרזיגלונג מאַטעריאַל. אין דער לופט קען עס אַרבעטן סטאַביל אין די טעמפּעראַטור קייט פון -120~350°C. מיט דער רעדוקציע פון ​​אַלקאַלי מעטאַל אינהאַלט אין קאַרבאָן פיברע, קען די סערוויס טעמפּעראַטור ווערן ווייטער געוואקסן. אין אַן ינערט גאַז, קען זיין אַדאַפּטאַבאַל טעמפּעראַטור דערגרייכן אַרום 2000°C, און עס קען וויטשטיין שאַרף ענדערונגען אין קעלט און היץ.

(4) גוטע ווייבריישאַן קעגנשטעל.

עס איז נישט גרינג צו רעזאָנירן אָדער פלאַטערן, און עס איז אויך אַ ויסגעצייכנט מאַטעריאַל פֿאַר ווייבריישאַן רעדוקציע און ראַש רעדוקציע.

מעלות פון CFRP

1. לייכטע וואָג

טראדיציאנעלע גלאז פיבער פארשטארקטע פלאסטיקס ניצן קאנטינעווירלעכע גלאז פיבערס און 70% גלאז פיבערס (גלאז וואָג/גאַנץ וואָג) און טיפּיש האָבן אַ געדיכטקייט פון 0.065 פונט פּער קוביק אינטש. א CFRP קאָמפּאָזיט מיט די זעלבע 70% פיבער וואָג טיפּיש האט אַ געדיכטקייט פון 0.055 פונט פּער קוביק אינטש.

2. הויך שטאַרקייט

כאָטש קאַרבאָן פיברע ריינפאָרסט פּאָלימערן זענען לייכט, האָבן CFRP קאָמפּאָזיטן העכערע שטאַרקייט און העכערע שטייפקייט פּער איינהייט וואָג ווי גלאז פיברע קאָמפּאָזיטן. קאַמפּערד מיט מעטאַל מאַטעריאַלס, איז דעם מייַלע מער קלאָר.

חסרונות פון CFRP

1. הויכע קאָסטן

די פּראָדוקציע קאָסטן פון קאַרבאָן פיברע ריינפאָרסט פּלאַסטיק איז פּראָוכיבאַטיוולי הויך. קאַרבאָן פיברע פּרייזן קענען ווערייִרן דראַמאַטיש דיפּענדינג אויף די קראַנט מאַרק באדינגונגען (צושטעל און פאָדערונג), די טיפּ פון קאַרבאָן פיברע (עראָספּייס קעגן קאמערציעלע גראַד), און די גרייס פון די פיברע פּעקל. אויף אַ פונט-פֿאַר-פונט יקער, קען יונגפרייַ קאַרבאָן פיברע זיין 5 ביז 25 מאָל טייערער ווי גלאז פיברע. דער חילוק איז אפילו גרעסער ווען מען פאַרגלייכט שטאָל צו CFRP.
2. קאַנדאַקטיוויטי
דאָס איז דער מעלה און חסרון פון קאַרבאָן פיברע קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן. עס ווענדט זיך אין דער אַפּליקאַציע. קאַרבאָן פיבערס זענען גאָר קאַנדאַקטיוו און גלאָז פיבערס זענען איזאָלירנדיק. פילע פּראָדוקטן נוצן פייבערגלאַס אַנשטאָט קאַרבאָן פיברע אָדער מעטאַל ווייל זיי דאַרפן שטרענגע איזאָלאַציע. אין דער פּראָדוקציע פון ​​יוטילאַטיז, פילע פּראָדוקטן דאַרפן די נוצן פון גלאָז פיבערס.

קוילן פיברע פארשטארקט פּלאַסטיק ניצט

די אַפּליקאַציעס פון טשאַד פיברע ריינפאָרסט פּאָלימער זענען ברייט אין לעבן, פון מעטשאַניקאַל טיילן צו מיליטעריש מאַטעריאַלס.

(1)ווי אַ פאַרזיגלונג פּאַקינג
קאַרבאָן פיברע פארשטארקטע PTFE מאַטעריאַל קען ווערן געמאַכט אין קעראָוזשאַן-קעגנשטעליק, טראָגן-קעגנשטעליק, און הויך-טעמפּעראַטור-קעגנשטעליק סילינג רינגען אָדער פּאַקינג. ווען געניצט פֿאַר סטאַטיש סילינג, די דינסט לעבן איז לענגער, מער ווי 10 מאָל לענגער ווי די אַלגעמיינע ייל-יממערסט אַסבעסט פּאַקינג. עס קען האַלטן סילינג פאָרשטעלונג אונטער לאָוד ענדערונגען און שנעל קילן און שנעל באַהיצונג. און זינט די מאַטעריאַל טוט נישט אַנטהאַלטן קעראָוסיוו סאַבסטאַנסיז, קיין פּיטינג קעראָוזשאַן וועט פּאַסירן אויף די מעטאַל.

(2)ווי שלייפן טיילן
ניצנדיק זייַנע זיך-שמירנדיקע אייגנשאַפטן, קען עס געניצט ווערן ווי לאַגערן, גירז, און פּיסטאָן רינגען פֿאַר ספּעציעלע צוועקן. אַזאַ ווי אָיל-פֿרייַ געשמירטע לאַגערן פֿאַר אַוויאַציע אינסטרומענטן און טייפּ רעקאָרדערס, אָיל-פֿרייַ געשמירטע גירז פֿאַר עלעקטרישע טראַנסמיסיע דיזל לאָקאָמאָטיוון (צו ויסמיידן אַקסאַדענטן געפֿירט דורך אָיל ליקאַדזש), אָיל-פֿרייַ געשמירטע פּיסטאָן רינגען אויף קאָמפּרעסאָרן, אאז"וו. אין דערצו, קען עס אויך געניצט ווערן ווי גליטשנדיקע לאַגערן אָדער זיגלען אין די עסן און פֿאַרמאַסוטיקאַל אינדוסטריעס דורך נוצן זייַנע ניט-טאַקסישע אייגנשאַפטן.

(3) אלס סטרוקטורעלע מאטעריאלן פאר לופטפארט, אוויאציע, און ראקעטן. עס איז ערשט גענוצט געווארן אין פליגער פאבריקאציע צו רעדוצירן דאס וואג פון די פליגער און פארבעסערן פלי עפעקטיווקייט. עס ווערט אויך גענוצט אין כעמישע, פעטראליום, עלעקטרישע קראפט, מאשינערי, און אנדערע אינדוסטריעס אלס א דריינדיקע אדער צוריקגייענדיקע דינאמישע פארזיגלונג אדער פארשידענע סטאטישע פארזיגלונג מאטעריאלן.

זשענגשי איז אַ פּראָפעסיאָנעלהידראַולישע פּרעס פאַבריק אין כינע, פּראַוויידינג הויך-קוואַליטעטקאָמפּאָזיט הידראַולישע פּרעסעפֿאַר פאָרמירן CFRP פּראָדוקטן.