Вугляроднае валакно ўяўляе сабой кудзелісты матэрыял з утрыманнем вугляроду больш за 95%. Ён валодае выдатнымі механічнымі, хімічнымі, электрычнымі і іншымі выдатнымі ўласцівасцямі. Гэта «кароль новых матэрыялаў» і стратэгічны матэрыял, якога не хапае ваенным і грамадзянскім распрацоўкам. Вядомы як «чорнае золата».
Вытворчая лінія вугляроднага валакна выглядае наступным чынам:
Як вырабляецца тонкае вугляроднае валакно?
Тэхналогія вытворчасці вугляроднага валакна распрацавана да гэтага часу і паспела. Дзякуючы бесперапыннаму развіццю кампазітных матэрыялаў з вугляроднага валакна, ён становіцца ўсё больш і больш папулярным ва ўсіх сферах жыцця, асабліва моцны рост авіяцыі, аўтамабіляў, чыгуначнага транспарту, ветраэнергетычных лопасцей і г.д., і яго рухаючы эфект, развіццё прамысловасці вугляроднага валакна . Перспектывы яшчэ шырэйшыя.
Ланцужок прамысловасці вугляроднага валакна можна падзяліць на ўверх і ўніз па плыні. Upstream звычайна адносіцца да вытворчасці вугляроднага валакна канкрэтных матэрыялаў; ніжэй па плыні звычайна ставіцца да вытворчасці кампанентаў прымянення вугляроднага валакна. Кампаніі паміж уверх і ніжэй па плыні могуць разглядаць іх як пастаўшчыкоў абсталявання ў працэсе вытворчасці вугляроднага валакна. Як паказана на малюнку:
Увесь працэс ад неапрацаванага шоўку да вугляроднага валакна павінен праходзіць праз такія працэсы, як акісляльныя печы, печы для карбанізацыі, печы для графітызацыі, апрацоўка паверхні і памеры. У структуры валокнаў пераважае вугляроднае валакно.
Верхняя ланцужок прамысловасці вугляроднага валакна належыць да нафтахімічнай прамысловасці, а акрыланітрыл у асноўным атрымліваюць шляхам перапрацоўкі сырой нафты, крэкінгу, акіслення аміяку і г.д.; Поліакрыланітрыльнае валакно-папярэднік, вугляроднае валакно атрымліваецца шляхам папярэдняга акіслення і карбанізацыі валакна-папярэдніка, а кампазітны матэрыял з вугляроднага валакна атрымліваецца шляхам апрацоўкі вугляроднага валакна і высакаякаснай смалы ў адпаведнасці з патрабаваннямі прымянення.
Працэс вытворчасці вугляроднага валакна ў асноўным уключае выцяжку, выцяжку, стабілізацыю, карбанізацыю і графітызацыі. Як паказана на малюнку:
малюнак:Гэта першы крок у працэсе вытворчасці вугляроднага валакна. У асноўным ён падзяляе сыравіну на валакна, што з'яўляецца фізічным змяненнем. Падчас гэтага працэсу адбываецца масаперанос і цеплаабмен паміж прадзільнай вадкасцю і каагуляцыйнай вадкасцю, і, нарэшце, ападкі PAN. Ніткі ўтвараюць структуру геля.
Складанне:патрабуецца тэмпература ад 100 да 300 градусаў для працы ў спалучэнні з эфектам расцягвання арыентаваных валокнаў. Гэта таксама ключавы этап у высокім модулі пругкасці, высокім армаванні, ушчыльненні і ачыстцы валокнаў PAN.
Стабільнасць:Тэрмапластычны лінейны макрамалекулярны ланцуг ПАН ператвараецца ў непластычную тэрмаўстойлівую трапецападобную структуру метадам нагрэву і акіслення пры 400 градусах, так што ён не плавіцца і не гарыць пры высокай тэмпературы, захоўваючы форму валакна, і тэрмадынаміка знаходзіцца ў стабільным стане.
Карбанізацыя:Неабходна выгнаць невугляродныя элементы ў ПАН пры тэмпературы ад 1000 да 2000 градусаў і, нарэшце, стварыць вугляродныя валакна з турбастратычнай графітавай структурай з утрыманнем вугляроду больш за 90%.
Тканіна з вугляроднага валакна
Графітізацыя: для пераўтварэння аморфных і турбастратычных карбанізаваных матэрыялаў у трохмерныя графітавыя структуры патрабуецца тэмпература ад 2000 да 3000 градусаў, што з'яўляецца асноўнай тэхнічнай мерай для паляпшэння модуля вугляродных валокнаў.
Падрабязны працэс вугляроднага валакна ад працэсу вытворчасці сырога шоўку да гатовага прадукту заключаецца ў тым, што сыры шоўк PAN вырабляецца ў папярэднім працэсе вытворчасці сырога шоўку. Пасля папярэдняга цягнення вільготным цяплом прылады падачы дроту ён паслядоўна перадаецца ў печ папярэдняга акіслення валачыльнай машынай. Пасля выпякання пры розных градыентных тэмпературах у групе печаў папярэдняга акіслення ўтвараюцца акісленыя валакна, гэта значыць папярэдне акісленыя валакна; папярэдне акісленыя валакна фармуюць у вугляродныя валакна пасля праходжання праз сярэднетэмпературныя і высокатэмпературныя печы карбанізацыі; затым вугляродныя валакна падвяргаюцца канчатковай апрацоўцы паверхні, памеру, сушцы і іншым працэсам для атрымання вырабаў з вугляроднага валакна. . Увесь працэс бесперапыннай падачы дроту і дакладны кантроль, невялікія праблемы ў любым працэсе паўплываюць на стабільную вытворчасць і якасць канчатковага прадукту з вугляроднага валакна. Вытворчасць вугляроднага валакна мае працяглы тэхналагічны працэс, шмат ключавых тэхнічных момантаў і высокія вытворчыя бар'еры. Гэта інтэграцыя некалькіх дысцыплін і тэхналогій.
Вышэй - вытворчасць вугляроднага валакна, давайце паглядзім, як выкарыстоўваецца тканіна з вугляроднага валакна!
Апрацоўка вырабаў з вугляроднага валакна
1. Выразанне
Прэпрэг вымаюць з халадзільніка пры тэмпературы мінус 18 градусаў. Пасля абуджэння першым крокам з'яўляецца дакладны разрэз матэрыялу ў адпаведнасці з дыяграмай матэрыялу на аўтаматычным рэжучым станку.
2. Брукаванне
Другім крокам з'яўляецца нанясенне препрега на інструмент для кладкі і ўкладванне розных слаёў у адпаведнасці з патрабаваннямі да праекту. Усе працэсы праводзяцца пад лазерным пазіцыянаваннем.
3. Фарміраванне
З дапамогай аўтаматызаванага робата для апрацоўкі нарыхтоўка адпраўляецца ў фармовачную машыну для кампрэсійнага фармавання.
4. Выразанне
Пасля фарміравання нарыхтоўка адпраўляецца на рабочую станцыю рэжучага робата для чацвёртага этапу рэзкі і выдалення задзірын для забеспячэння дакладнасці памераў нарыхтоўкі. Гэты працэс таксама можа выконвацца на ЧПУ.
5. Уборка
Пяты этап - выкананне ачысткі сухім лёдам на станцыі ачысткі для выдалення аддзяляльніка, што зручна для наступнага працэсу нанясення клею.
6. Клей
Шосты этап - нанясенне структурнага клею на станцыі клеючага робата. Становішча склейвання, хуткасць клею і выхад клею дакладна адрэгуляваны. Частка злучэння з металічнымі дэталямі заклёпваецца, што ажыццяўляецца на заклёпвальнай станцыі.
7. Агляд зборкі
Пасля нанясення клею адбываецца зборка ўнутранай і вонкавай панэляў. Пасля зацвярдзення клею выконваецца выяўленне сіняга святла для забеспячэння дакладнасці памераў замочных шчылін, кропак, ліній і паверхняў.
Вугляроднае валакно больш складана паддаецца апрацоўцы
Вугляроднае валакно валодае высокай трываласцю на разрыў, чым вугляродныя матэрыялы, і лёгкай апрацоўкай валокнаў. Вугляроднае валакно - новы матэрыял з выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі. Возьмем у якасці прыкладу вугляроднае валакно і нашу звычайную сталь, трываласць вугляроднага валакна складае каля 400-800 МПа, а трываласць звычайнай сталі - ад 200 да 500 МПа. Гледзячы на трываласць, вугляроднае валакно і сталь у асноўным падобныя, і відавочнай розніцы няма.
Вугляроднае валакно мае больш высокую трываласць і меншы вагу, таму вугляроднае валакно можна назваць каралём новых матэрыялаў. З-за гэтай перавагі падчас апрацоўкі кампазітаў, армаваных вугляродным валокнам (CFRP), матрыца і валакна маюць складанае ўнутранае ўзаемадзеянне, што робіць іх фізічныя ўласцівасці адрознымі ад уласцівасцей металаў. Шчыльнасць CFRP значна меншая, чым у металаў, у той час як трываласць большая, чым у большасці металаў. З-за неаднароднасці вугляпласту падчас апрацоўкі часта адбываецца вырыванне валакна або адрыў валакна матрыцы; CFRP мае высокую тэрмаўстойлівасць і зносаўстойлівасць, што робіць яго больш патрабавальным да абсталявання падчас апрацоўкі, таму ў працэсе вытворчасці выдзяляецца вялікая колькасць цяпла пры рэзцы, што больш сур'ёзна ўплывае на знос абсталявання.
У той жа час, з бесперапынным пашырэннем абласцей яго прымянення, патрабаванні становяцца ўсё больш і больш далікатнымі, і патрабаванні да ўжывальнасці матэрыялаў і патрабаванні да якасці для CFRP становяцца ўсё больш і больш жорсткімі, што таксама выклікае кошт апрацоўкі падняцца.
Апрацоўка пліты з вугляроднага валакна
Пасля таго, як пліта з вугляроднага валакна зацвярдзела і сфарміравана, патрабуецца наступная апрацоўка, такая як рэзка і свідраванне, для патрабаванняў дакладнасці або зборкі. Пры аднолькавых умовах, такіх як параметры працэсу рэзкі і глыбіня рэзкі, выбар інструментаў і свердзелаў з розных матэрыялаў, памераў і форм будзе мець вельмі розныя эфекты. У той жа час такія фактары, як трываласць, кірунак, час і тэмпература інструментаў і свердзелаў, таксама будуць уплываць на вынікі апрацоўкі.
У працэсе дадатковай апрацоўкі старайцеся выбіраць востры інструмент з алмазным пакрыццём і суцэльнасплаўныя свердзела. Зносаўстойлівасць інструмента і самога свердзела вызначае якасць апрацоўкі і тэрмін службы інструмента. Калі інструмент і свердзел недастаткова вострыя або выкарыстоўваюцца неналежным чынам, гэта не толькі паскарае знос, павялічвае кошт апрацоўкі прадукту, але таксама можа прывесці да пашкоджання пласціны, уплываючы на форму і памер пласціны і стабільнасць памераў адтулін і паз на пласціне. Выклікае папластовае разрыў матэрыялу або нават руйнаванне блока, што прыводзіць да лому ўсёй дошкі.
Пры свідраваннілісты з вугляроднага валакна, чым вышэй хуткасць, тым лепш эфект. У выбары свердзелаў унікальная канструкцыя наканечніка свердзела свердзела з кантавым краем PCD8 больш падыходзіць для лістоў з вугляроднага валакна, якія могуць лепш пранікаць у лісты з вугляроднага валакна і зніжаюць рызыку расслаення.
Пры рэзцы тоўстых лістоў з вугляроднага валакна рэкамендуецца выкарыстоўваць двухбаковую кампрэсійную фрэзу з левай і правай вінтавой канструкцыяй. Гэтая вострая рэжучая абза мае як верхні, так і ніжні спіральныя наканечнікі, каб ураўнаважваць восевую сілу інструмента ўверх і ўніз падчас рэзкі. , каб пераканацца, што выніковая сіла рэзання накіравана ва ўнутраны бок матэрыялу, каб атрымаць стабільныя ўмовы рэзання і прадухіліць з'яўленне расслаення матэрыялу. Дызайн верхняга і ніжняга ромбападобных краёў фрэзера "Pineapple Edge" таксама дазваляе эфектыўна рэзаць лісты з вугляроднага валакна. Яго глыбокая канаўка для стружкі можа адводзіць шмат цяпла ад рэзкі праз выкід стружкі ў працэсе рэзкі, каб пазбегнуць пашкоджання вугляроднага валакна. ўласцівасці ліста.
01 Бесперапыннае доўгае валакно
