Cù u sviluppu cuntinuu di materiali cumposti, in più di plastica rinfurzata di fibra di vetru, plastica rinfurzata di fibra di carbone, plastica rinfurzata di fibra di boru, etc.I composti polimeri rinforzati in fibra di carbonu (CFRP) sò materiali ligeri è forti chì sò usati per fabricà parechji prudutti chì usemu in a nostra vita di ogni ghjornu.Hè un termu utilizatu per discrìviri materiali cumposti rinfurzati cù fibre chì utilizanu fibre di carbone cum'è u principale cumpunente strutturale.
Table of Content:
1. Struttura di polimeru rinforzatu in fibra di carbonu
2. U Metudu Molding di Carbon Fiber Reinforced Plastic
3. Pruprietà di Carbon Fiber Reinforced Polymer
4. Vantaghji di CFRP
5. Disadvantages di CFRP
6. Carbon Fiber Reinforced Plastic Usi
Struttura di polimeru rinforzatu in fibra di carbonu
U plasticu rinfurzatu cù fibra di carbonu hè un materiale furmatu da l'arrangimentu di i materiali di fibra di carbone in una certa direzzione è l'usu di materiali polimeri legati.U diamitru di fibra di carbone hè estremamente magre, circa 7 microns, ma a so forza hè assai alta.
L'unità custituente più basica di u materiale compositu rinfurzatu cù fibra di carbonu hè u filamentu di fibra di carbone.A materia prima basica di u filamentu di carbone hè prepolimeru polyacrylonitrile (PAN), rayon, o pitch di petroleum.I filamenti di carbone sò tandu fatti in tessuti di fibra di carbone per metudi chimichi è meccanichi per e parti di fibra di carbone.
U polimeru di ubligatoriu hè generalmente una resina termoindurente cum'è l'epoxy.Altri termosetti o polimeri termoplastici sò qualchì volta utilizati, cum'è l'acetate di polivinile o nylon.In più di fibre di carbonu, i cumposti ponu ancu cuntene aramid Q, polietilene ultra-altu pesu moleculare, aluminiu, o fibre di vetru.E proprietà di u pruduttu finali di fibra di carbonu pò ancu esse affettata da u tipu d'additivi introduttu in a matrice di ligame.
U Metudu di Molding di Plastic Fiber Reinforced
I prudutti di fibra di carbone sò principarmenti diffirenti per via di diversi prucessi.Ci sò parechji metudi per furmà materiali polimeri rinfurzati cù fibra di carbonu.
1. Metudu Lay-up a manu
Divisu in u metudu seccu (magazzinu pre-preparatu) è u metudu umitu (tessutu di fibra è resina colata à l'usu).U lay-up di a manu hè ancu usatu per preparà prepregs per l'usu in i prucessi di stampamentu secundariu, cum'è a stampa di compressione.Stu metudu hè induve fogli di tela di fibra di carbone sò laminati nantu à un moldu per furmà u pruduttu finali.E proprietà di forza è rigidità di u materiale resultanti sò ottimisate scegliendu l'allinjamentu è u tissutu di e fibre di tela.U moldu hè allora pienu di epossidicu è guaritu cù u calore o l'aria.Stu metudu di fabricazione hè spessu usatu per e parti senza stress, cum'è i coperchi di u mutore.
2. Vacuum Forming Metudu
Per u prepreg laminatu, hè necessariu di applicà a pressione per un certu prucessu per fà vicinu à u moldu è per curà è forma sottu una certa temperatura è pressione.U metudu di u saccu di vacuum usa una pompa di vacuum per evacuà l'internu di u saccu di furmazione in modu chì a pressione negativa trà u saccu è u moldu forma una pressione per chì u materiale cumpostu hè vicinu à u muffa.
In basa di u metudu di u saccu di vacuum, u metudu di furmazione di vacuum bag-autoclave hè statu derivatu dopu.L'autoclave furnisce pressioni più elevate è cure di calore a parte (invece di curazione naturale) cà i metudi di sacchetti di vacuum solu.Una tale parte hà una struttura più compacta, una qualità di superficia megliu, pò eliminà in modu efficace e bolle d'aria (bolle affettanu assai a forza di a parte), è a qualità generale hè più altu.In fatti, u prucessu di bagging in vacuum hè simile à quellu di u filmu di telefuninu mobile.L'eliminazione di e bolle d'aria hè un compitu maiò.
3. Metudu Molding di cumpressione
Molding di cumpressionehè un metudu di molding chì conduce à a pruduzzione di massa è a pruduzzioni di massa.I moldi sò generalmente fatti di parti supiriori è inferiori, chì chjamemu muffa maschile è un muffa femminile.U prucessu di muffa hè di mette u tappettu fattu di prepregs in u muffa di u cuntrariu di metallu, è sottu à l'azzione di una certa temperatura è pressione, u tappettu hè riscaldatu è plasticizatu in a cavità di u muffa, scorri sottu pressione, è riempia a cavità di u muffa, è dopu. E modellazione è cura per ottene prudutti.Tuttavia, stu metudu hà un costu iniziale più altu ch'è i precedenti, postu chì u moldu richiede una machina CNC d'alta precisione.
4. Winding Molding
Per i pezzi cù formi cumplessi o in a forma di un corpu di rivoluzione, un filamentu di filamentu pò esse usatu per fà a parte avendu u filamentu nantu à un mandrinu o core.Dopu chì l'avvolgimentu hè guaritu cumpletu è sguassate u mandrinu.Per esempiu, l'armi di articulazione tubulari utilizati in sistemi di sospensjoni pò esse fatti cù stu metudu.
5. Resin Transfer Molding
U trasferimentu di resina (RTM) hè un metudu di forma relativamente populari.I so passi basi sò:
1. Pone u tessulu di fibra di carbone cattivu preparatu in u moldu è chjude u moldu.
2. Inject resin thermosetting liquidu in questu, impregnate u materiale di rinforzu, è curà.
Pruprietà di u polimeru rinforzatu in fibra di carbonu
(1) Alta forza è bona elasticità.
A forza specifica (vale à dì, u rapportu di forza di trazione à a densità) di a fibra di carbone hè 6 volte quella di l'azzaru è 17 volte quella di l'aluminiu.U modulu specificu (vale à dì, u rapportu di u modulu di Young à a densità, chì hè un signu di l'elasticità di un ughjettu) hè più di 3 volte quellu di l'azzaru o l'aluminiu.
Cù alta forza specifica, pò suppurtà una grande carica di travagliu.A so pressione massima di travagliu pò ghjunghje sin'à 350 kg/cm2.Inoltre, hè più comprimibile è resiliente cà puri F-4 è a so treccia.
(2) Bona resistenza à a fatigue è resistenza à l'usura.
A so resistenza à a fatigue hè assai più altu ch'è quellu di a resina epossidica è più altu ch'è quellu di i materiali metallici.E fibre di grafite sò autolubrificanti è anu un picculu coefficient di attritu.A quantità di usu hè 5-10 volte più chjuca di quellu di i prudutti d'amianto generale o trecce F-4.
(3) Bona conductività termale è resistenza à u calore.
I plastichi rinfurzati cù fibra di carbonu anu una bona conduttività termale, è u calore generatu da a friczione hè facilmente dissipatu.L'internu ùn hè micca faciule per surriscaldarà è almacenà u calore è pò esse usatu cum'è materiale di sigillatura dinamica.In l'aria, pò travaglià stabile in a temperatura di -120 ~ 350 ° C.Cù a riduzzione di u cuntenutu di metalli alkali in fibra di carbonu, a temperatura di serviziu pò esse più aumentata.In un gasu inerte, a so temperatura adattabile pò ghjunghje à circa 2000 ° C, è pò sustene cambiamenti forti in u friddu è u calore.
(4) Bona resistenza à a vibrazione.
Ùn hè micca faciule per risonà o flutter, è hè ancu un materiale excelente per a riduzzione di vibrazioni è a riduzione di u rumore.
Vantaghji di CFRP
1. Light Weight
I plastichi rinfurzati cù fibra di vetru tradiziunale utilizanu fibre di vetru cuntinuu è 70% fibre di vetru (pesu di vetru / pesu tutale) è tipicamente anu una densità di 0,065 liri per inch cubic.Un compostu CFRP cù u stessu pesu di fibra di 70% hà tipicamenti una densità di 0.055 liri per inch cubic.
2. High Strength
Ancu se i polimeri rinfurzati in fibra di carbonu sò ligeri, i cumposti CFRP anu una forza più altu è una rigidità più alta per unità di pesu cà i composti di fibra di vetru.Comparatu cù i materiali metallichi, stu vantaghju hè più evidenti.
I svantaghji di CFRP
1. High Cost
U costu di pruduzzione di plastica rinfurzata in fibra di carbone hè pruibitivu.I prezzi di a fibra di carbone pò varià dramaticamente secondu e cundizioni di u mercatu attuale (offerta è dumanda), u tipu di fibra di carbonu (aerospace versus qualità cummerciale), è a dimensione di u fasciu di fibra.Nant'à una basa di libbra per libbra, a fibra di carbone vergine pò esse da 5 à 25 volte più caru cà a fibra di vetru.Sta diferenza hè ancu più grande quandu si compara l'acciaio à CFRP.
2. Conductivity
Questu hè u vantaghju è u svantaghju di i materiali compositi di fibra di carbone.Dipende da l'applicazione.E fibre di carbone sò estremamente conductive è e fibre di vetru sò insulanti.Parechji prudutti utilizanu fibra di vetru invece di fibra di carbone o metallu perchè necessitanu un insulamentu strettu.In a pruduzzioni di utilità, assai prudutti necessitanu l'usu di fibre di vetru.
Usi di plastica rinfurzata cù fibra di carbone
L'applicazioni di polimeru rinfurzatu di fibra di carbonu sò larga in a vita, da parti meccaniche à materiali militari.
(1)cum'è imballaggio sigillante
U materiale PTFE rinforzatu in fibra di carbonu pò esse fattu in anelli di sigillatura o imballaggio resistenti à a corrosione, à l'usura è à a temperatura alta.Quandu s'utilice per a sigillatura statica, a vita di serviziu hè più longa, più di 10 volte più di quella di l'imballaggio generale di amianto immersi in oliu.Puderà mantene a prestazione di sigillatura sottu cambiamenti di carica è rinfrescante rapidu è riscaldamentu rapidu.È postu chì u materiale ùn cuntene sustanzi corrosivi, ùn ci hè micca una corrosione di pitting nantu à u metallu.
(2)cum'è parti di macinazione
Utilizendu e so proprietà autolubrificanti, pò esse usatu cum'è cuscinetti, ingranaggi è anelli di pistone per scopi speciali.Cum'è cuscinetti lubrificati senza oliu per strumenti di aviazione è registratori, ingranaggi lubrificati senza oliu per locomotive diesel di trasmissione elettrica (per evità accidenti causati da perdite d'oliu), anelli di pistone lubrificati senza oliu nantu à i compressori, etc. ancu esse usatu cum'è cuscinetti scorrevoli o guarnizioni in l'industria alimentaria è farmaceutica apprufittannu di e so caratteristiche non tossiche.
(3) Cum'è materiali strutturali per l'aerospaziale, l'aviazione è i missili.Hè stata prima utilizata in a fabricazione di l'aeronautica per riduce u pesu di l'aeronave è migliurà l'efficienza di u volu.Hè ancu usatu in chimica, petroleum, energia elettrica, machini, è altre industrii cum'è un segellu dinamicu rotativu o alternativu o diversi materiali di sigillo staticu.
Zhengxi hè un prufessiunalefabbrica di stampa idraulica in Cina, chì furnisce alta qualitàpressa idraulica compostaper a furmazione di prudutti CFRP.
Tempu di post: 25-May-2023
