Ogljikova vlakna je vlaknasti material z vsebnostjo ogljika več kot 95 %. Ima odlične mehanske, kemične, električne in druge odlične lastnosti. Je »kralj novih materialov« in strateški material, ki ga primanjkuje v vojaškem in civilnem razvoju. Znan je kot »črno zlato«.
Proizvodna linija ogljikovih vlaken je naslednja:
Kako so izdelana tanka ogljikova vlakna?
Tehnologija proizvodnje ogljikovih vlaken se je do sedaj razvila in dozorela. Z nenehnim razvojem kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken postaja vse bolj priljubljena v vseh družbenih slojih, zlasti zaradi močne rasti letalstva, avtomobilizma, železnic, vetrnih elektrarn itd., kar ima za posledico gonilno silo razvoja industrije ogljikovih vlaken. Možnosti so še širše.
Industrijsko verigo ogljikovih vlaken lahko razdelimo na zgornji in spodnji del. Navzgornji del se običajno nanaša na proizvodnjo materialov, specifičnih za ogljikova vlakna; spodnji del pa se običajno nanaša na proizvodnjo komponent za uporabo ogljikovih vlaken. Podjetja vmes, ki so zgornji in spodnji del, si jih lahko predstavljamo kot ponudnike opreme v procesu proizvodnje ogljikovih vlaken. Kot je prikazano na sliki:
Celoten postopek od surove svile do ogljikovih vlaken pred verigo industrije ogljikovih vlaken mora iti skozi procese, kot so oksidacijske peči, karbonizacijske peči, grafitizacijske peči, površinska obdelava in klejčenje. V strukturi vlaken prevladujejo ogljikova vlakna.
Gornji del verige industrije ogljikovih vlaken spada v petrokemično industrijo, akrilonitril pa se pridobiva predvsem z rafiniranjem surove nafte, krekingom, oksidacijo amoniaka itd.; poliakrilonitrilna predhodna vlakna, ogljikova vlakna, se pridobivajo s predhodno oksidacijo in karbonizacijo predhodnih vlaken, kompozitni material iz ogljikovih vlaken pa se pridobiva s predelavo ogljikovih vlaken in visokokakovostne smole za izpolnjevanje zahtev uporabe.
Proizvodni proces ogljikovih vlaken vključuje predvsem risanje, oblikovanje, stabilizacijo, karbonizacijo in grafitizacijo. Kot je prikazano na sliki:
Risba:To je prvi korak v proizvodnem procesu ogljikovih vlaken. V glavnem se surovine ločijo na vlakna, kar je fizična sprememba. Med tem postopkom poteka prenos mase in toplote med predilno tekočino in koagulacijsko tekočino ter končno obarjanje PAN. Filamenti tvorijo gelsko strukturo.
Priprava osnutka:Za delovanje je potrebna temperatura od 100 do 300 stopinj skupaj z učinkom raztezanja usmerjenih vlaken. Je tudi ključni korak pri visokem modulu, visoki ojačitvi, zgoščevanju in prečiščevanju PAN vlaken.
Stabilnost:Termoplastična linearna makromolekularna veriga PAN se s segrevanjem in oksidacijo pri 400 stopinjah pretvori v neplastično toplotno odporno trapezoidno strukturo, tako da se pri visoki temperaturi ne tali in ni vnetljiva, ohranja obliko vlaken, termodinamika pa je v stabilnem stanju.
Karbonizacija:V PAN je treba pri temperaturi od 1000 do 2000 stopinj izločiti neogljikove elemente in na koncu ustvariti ogljikova vlakna s turbostratično grafitno strukturo z vsebnostjo ogljika več kot 90 %.
Grafitizacija: Za pretvorbo amorfnih in turbostratičnih karboniziranih materialov v tridimenzionalne grafitne strukture je potrebna temperatura od 2000 do 3000 stopinj, kar je glavni tehnični ukrep za izboljšanje modula ogljikovih vlaken.
Podroben postopek proizvodnje ogljikovih vlaken od surove svile do končnega izdelka je takšen, da se surova svila PAN proizvaja s prejšnjim postopkom proizvodnje surove svile. Po predhodnem vlečenju z mokro toploto podajalnika žice se vlečni stroj zaporedno prenese v peč za predoksidacijo. Po pečenju pri različnih gradientnih temperaturah v skupini peči za predoksidacijo se oblikujejo oksidirana vlakna, torej predoksidirana vlakna; predoksidirana vlakna se po prehodu skozi srednjetemperaturne in visokotemperaturne peči za karbonizacijo oblikujejo v ogljikova vlakna; nato se ogljikova vlakna podvržejo končni površinski obdelavi, klejigiranju, sušenju in drugim postopkom za pridobitev izdelkov iz ogljikovih vlaken. Celoten postopek neprekinjenega dovajanja žice in natančnega nadzora omogoča, da že majhna težava v katerem koli procesu vpliva na stabilno proizvodnjo in kakovost končnega izdelka iz ogljikovih vlaken. Proizvodnja ogljikovih vlaken ima dolg procesni potek, številne tehnične ključne točke in visoke proizvodne ovire. Gre za integracijo več disciplin in tehnologij.
Zgoraj je opisana izdelava ogljikovih vlaken, poglejmo si, kako se uporablja tkanina iz ogljikovih vlaken!
Predelava izdelkov iz blaga iz ogljikovih vlaken
1. Rezanje
Prepreg se vzame iz hladilnice pri minus 18 stopinjah. Po prebujanju je prvi korak natančno rezanje materiala v skladu z diagramom materiala na avtomatskem rezalnem stroju.
2. Tlakovanje
Drugi korak je polaganje preprega na orodje za polaganje in polaganje različnih plasti v skladu z zahtevami zasnove. Vsi postopki se izvajajo pod laserskim pozicioniranjem.
3. Oblikovanje
Predoblika se s pomočjo avtomatiziranega robota za rokovanje pošlje v stroj za brizganje za kompresijsko brizganje.
4. Rezanje
Po oblikovanju se obdelovanec pošlje na delovno postajo rezalnega robota za četrti korak rezanja in odstranjevanja robov, da se zagotovi dimenzijska natančnost obdelovanca. Ta postopek se lahko izvaja tudi na CNC strojih.
5. Čiščenje
Peti korak je čiščenje s suhim ledom na čistilni postaji, da se odstrani ločilno sredstvo, kar je priročno za nadaljnji postopek nanašanja lepila.
6. Lepilo
Šesti korak je nanašanje strukturnega lepila na postaji za lepljenje z robotom. Položaj lepljenja, hitrost lepila in izhod lepila se natančno nastavijo. Del povezave s kovinskimi deli je kovičen, kar se izvede na postaji za kovičenje.
7. Pregled montaže
Po nanosu lepila se notranji in zunanji paneli sestavijo. Ko se lepilo strdi, se izvede zaznavanje modre svetlobe, da se zagotovi dimenzijska natančnost ključavnic, točk, linij in površin.
Ogljikova vlakna so težje obdelati
Ogljikova vlakna imajo tako močno natezno trdnost kot ogljikovi materiali in mehko obdelovalnost vlaken. Ogljikova vlakna so nov material z odličnimi mehanskimi lastnostmi. Vzemimo za primer ogljikova vlakna in naše običajno jeklo, trdnost ogljikovih vlaken je približno 400 do 800 MPa, medtem ko je trdnost navadnega jekla od 200 do 500 MPa. Glede žilavosti sta si ogljikova vlakna in jeklo v osnovi podobna in ni očitne razlike.
Ogljikova vlakna imajo večjo trdnost in manjšo težo, zato jih lahko imenujemo kralj novih materialov. Zaradi te prednosti imajo matrica in vlakna med predelavo kompozitov, ojačanih z ogljikovimi vlakni (CFRP), kompleksne notranje interakcije, zaradi česar se njihove fizikalne lastnosti razlikujejo od lastnosti kovin. Gostota CFRP je veliko manjša od gostote kovin, medtem ko je trdnost večja kot pri večini kovin. Zaradi nehomogenosti CFRP se med predelavo pogosto pojavi izvlečenje vlaken ali odstopanje matričnih vlaken; CFRP ima visoko toplotno odpornost in odpornost proti obrabi, zaradi česar je med predelavo bolj zahteven za opremo, zato se v proizvodnem procesu ustvari velika količina rezalne toplote, kar še bolj vpliva na obrabo opreme.
Hkrati pa s stalno širitvijo področij uporabe postajajo zahteve vse bolj občutljive, zahteve glede uporabnosti materialov in zahteve glede kakovosti CFRP pa vse strožje, kar povzroča tudi naraščanje stroškov obdelave.
Obdelava plošč iz ogljikovih vlaken
Po strjevanju in oblikovanju plošče iz ogljikovih vlaken je za doseganje natančnosti ali montaže potrebna naknadna obdelava, kot sta rezanje in vrtanje. Pod enakimi pogoji, kot so parametri procesa rezanja in globina reza, bo izbira orodij in svedrov različnih materialov, velikosti in oblik imela zelo različne učinke. Hkrati bodo na rezultate obdelave vplivali tudi dejavniki, kot so trdnost, smer, čas in temperatura orodij in svedrov.
Pri naknadni obdelavi poskusite izbrati ostro orodje z diamantno prevleko in karbidni sveder. Odpornost orodja in samega svedra proti obrabi določa kakovost obdelave in življenjsko dobo orodja. Če orodje in sveder nista dovolj ostra ali se uporabljata nepravilno, se ne bosta le pospešila obraba in povečala stroški obdelave izdelka, temveč se bo poškodovala tudi plošča, kar bo vplivalo na obliko in velikost plošče ter stabilnost dimenzij lukenj in utorov na plošči. To lahko povzroči plastovito trganje materiala ali celo zrušitev bloka, kar povzroči razpadanje celotne plošče.
Pri vrtanjuplošče iz ogljikovih vlaken, višja kot je hitrost, boljši je učinek. Pri izbiri svedrov je edinstvena zasnova konice svedra PCD8 s čelnim robom bolj primerna za plošče iz ogljikovih vlaken, saj lahko bolje prodrejo skozenj in zmanjšajo tveganje za delaminacijo.
Pri rezanju debelih plošč iz ogljikovih vlaken je priporočljivo uporabiti dvorezen kompresijski rezkar z levo in desno vijačno zasnovo roba. Ta oster rezalni rob ima zgornji in spodnji vijačni konici, ki uravnavata aksialno silo orodja navzgor in navzdol med rezanjem, s čimer se zagotovi, da je nastala rezalna sila usmerjena na notranjo stran materiala, s čimer se dosežejo stabilni pogoji rezanja in prepreči nastanek delaminacije materiala. Zasnova zgornjega in spodnjega diamantnega roba rezkarja "Pineapple Edge" lahko učinkovito reže tudi plošče iz ogljikovih vlaken. Njegova globoka žlebova za odrezke lahko odvaja veliko rezalne toplote zaradi odvajanja odrezkov med postopkom rezanja, da se prepreči poškodba lastnosti plošč iz ogljikovih vlaken.
01 Neprekinjena dolga vlakna
Značilnosti izdelka:Najpogostejša oblika izdelka proizvajalcev ogljikovih vlaken, snop je sestavljen iz tisočev monofilamentov, ki so glede na metodo sukanja razdeljeni v tri vrste: NT (nikoli zvit, nezasukan), UT (nezasukan, nezasukan), TT ali ST (zasukan, zasukan), od katerih je NT najpogosteje uporabljeno ogljikovo vlakno.
Glavna uporaba:Uporablja se predvsem za kompozitne materiale, kot so CFRP, CFRTP ali C/C kompozitni materiali, področja uporabe pa vključujejo letalsko/vesoljsko opremo, športno opremo in dele industrijske opreme.
02 Preja iz rezanih vlaken
Značilnosti izdelka:Preja iz kratkih vlaken za kratko, preje, spredene iz kratkih ogljikovih vlaken, kot so ogljikova vlakna na osnovi smole za splošno uporabo, so običajno izdelki v obliki kratkih vlaken.
Glavne uporabe:toplotnoizolacijski materiali, materiali proti trenju, kompozitni deli C/C itd.
03 Tkanina iz ogljikovih vlaken
Značilnosti izdelka:Izdelana je iz neprekinjenih ogljikovih vlaken ali predene preje iz ogljikovih vlaken. Glede na način tkanja lahko ogljikove vlaknene tkanine razdelimo na tkanine, pletenine in netkane tkanine. Trenutno so ogljikove vlaknene tkanine običajno tkane tkanine.
Glavna uporaba:Enako kot neprekinjena ogljikova vlakna, ki se uporabljajo predvsem v kompozitnih materialih, kot so CFRP, CFRTP ali C/C kompozitni materiali, področja uporabe pa vključujejo letalsko/vesoljsko opremo, športno opremo in dele industrijske opreme.
04 Pleteni pas iz ogljikovih vlaken
Značilnosti izdelka:Spada v vrsto tkanine iz ogljikovih vlaken, ki je prav tako tkana iz neprekinjenih ogljikovih vlaken ali preje iz ogljikovih vlaken.
Glavna uporaba:Uporablja se predvsem za ojačitvene materiale na osnovi smole, zlasti za proizvodnjo in predelavo cevnih izdelkov.
05 Sesekljana ogljikova vlakna
Značilnosti izdelka:Za razliko od koncepta predene preje iz ogljikovih vlaken je običajno pripravljena iz neprekinjenih ogljikovih vlaken s sesekljano obdelavo, sesekljana dolžina vlaken pa se lahko reže glede na potrebe stranke.
Glavne uporabe:Običajno se uporablja kot mešanica plastike, smol, cementa itd. Z vmešanjem v matrico se lahko izboljšajo mehanske lastnosti, odpornost proti obrabi, električna prevodnost in toplotna odpornost; v zadnjih letih so ojačitvena vlakna v kompozitih iz ogljikovih vlaken, izdelanih za 3D-tiskanje, večinoma sesekljana ogljikova vlakna.
06 Brušenje ogljikovih vlaken
Značilnosti izdelka:Ker so ogljikova vlakna krhek material, jih je mogoče po mletju, torej zmletju ogljikovih vlaken, pripraviti v prah iz ogljikovih vlaken.
Glavna uporaba:podobno sesekljanim ogljikovim vlaknom, vendar se redko uporablja v cementni armaturi; običajno se uporablja kot spojina plastike, smole, gume itd. za izboljšanje mehanskih lastnosti, odpornosti proti obrabi, električne prevodnosti in toplotne odpornosti matrice.
07 Podloga iz karbonskih vlaken
Značilnosti izdelka:Glavna oblika je filc ali podloga. Najprej se kratka vlakna plastovito nanesejo z mehanskim mikanjem in drugimi metodami, nato pa se pripravijo z iglanjem; znana je tudi kot netkana tkanina iz ogljikovih vlaken in spada v vrsto tkane tkanine iz ogljikovih vlaken.Glavne uporabe:toplotnoizolacijski materiali, oblikovani substrati iz toplotnoizolacijskih materialov, toplotno odporne zaščitne plasti in substrati iz korozijsko odpornih plasti itd.
08 Papir iz ogljikovih vlaken
Značilnosti izdelka:Pripravlja se iz ogljikovih vlaken s suhim ali mokrim postopkom izdelave papirja.
Glavne uporabe:antistatične plošče, elektrode, stožci zvočnikov in grelne plošče; vroče aplikacije v zadnjih letih so novi materiali za katode baterij vozil z energijo itd.
09 Prepreg iz ogljikovih vlaken
Značilnosti izdelka:delno utrjen vmesni material iz termoreaktivne smole, impregnirane z ogljikovimi vlakni, ki ima odlične mehanske lastnosti in se pogosto uporablja; širina preprega iz ogljikovih vlaken je odvisna od velikosti procesne opreme, običajne specifikacije pa vključujejo širino preprega 300 mm, 600 mm in 1000 mm.
Glavna uporaba:letalska/vesoljska oprema, športna oprema in industrijska oprema itd.
010 kompozitni material iz ogljikovih vlaken
Značilnosti izdelka:Material za brizganje, izdelan iz termoplastične ali termoreaktivne smole, pomešane z ogljikovimi vlakni, mešanici se dodajo različni dodatki in sesekljana vlakna, nato pa se podvrže postopku mešanja.
Glavna uporaba:Zaradi odlične električne prevodnosti, visoke togosti in majhne teže se material uporablja predvsem v ohišjih opreme in drugih izdelkih.
Izdelujemo tudidirektni roving iz steklenih vlaken,steklene preproge, mreža iz steklenih vlaken, intkani roving iz steklenih vlaken.
Kontaktirajte nas:
Telefonska številka: +8615823184699
Telefonska številka: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Čas objave: 1. junij 2022
