Gyda datblygiad parhaus deunyddiau cyfansawdd, yn ogystal â phlastigau gwydr wedi'i atgyfnerthu â ffibr, mae plastigau carbon wedi'i atgyfnerthu â ffibr, plastigau boron wedi'i atgyfnerthu â ffibr, ac ati wedi ymddangos. Mae cyfansoddion polymer wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon (CFRP) yn ddeunyddiau ysgafn a chryf a ddefnyddir i gynhyrchu llawer o gynhyrchion yr ydym yn eu defnyddio yn ein bywydau beunyddiol. Mae'n derm a ddefnyddir i ddisgrifio deunyddiau cyfansawdd wedi'u atgyfnerthu â ffibr sy'n defnyddio ffibrau carbon fel y brif gydran strwythurol.
Tabl Cynnwys:
1. Strwythur polymer wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon
2. Dull mowldio plastig wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon
3. Priodweddau polymer wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon
4. Manteision CFRP
5. Anfanteision CFRP
6. Defnyddiau plastig wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon
Strwythur polymer wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon
Mae plastig wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon yn ddeunydd a ffurfiwyd trwy drefnu deunyddiau ffibr carbon i gyfeiriad penodol ac yn defnyddio deunyddiau polymer wedi'u bondio. Mae diamedr ffibr carbon yn denau iawn, tua 7 micron, ond mae ei gryfder yn uchel iawn.
Yr uned gyfansoddol fwyaf sylfaenol o ddeunydd cyfansawdd wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon yw ffilament ffibr carbon. Deunydd crai sylfaenol ffilament carbon yw polyacrylonitrile prepolymer (PAN), rayon, neu draw petroliwm. Yna mae'r ffilamentau carbon yn cael eu gwneud yn ffabrigau ffibr carbon trwy ddulliau cemegol a mecanyddol ar gyfer rhannau ffibr carbon.
Mae'r polymer rhwymo fel arfer yn resin thermosetio fel epocsi. Weithiau defnyddir thermosets eraill neu bolymerau thermoplastig, fel asetad polyvinyl neu neilon. Yn ogystal â ffibrau carbon, gall cyfansoddion hefyd gynnwys aramid Q, polyethylen pwysau moleciwlaidd ultra-uchel, alwminiwm, neu ffibrau gwydr. Gall priodweddau'r cynnyrch ffibr carbon terfynol hefyd gael ei effeithio gan y math o ychwanegion a gyflwynir i'r matrics bondio.
Y dull mowldio o blastig wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon
Mae cynhyrchion ffibr carbon yn wahanol yn bennaf oherwydd gwahanol brosesau. Mae yna lawer o ddulliau ar gyfer ffurfio deunyddiau polymer wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon.
1. Dull Gosod Llaw
Wedi'i rannu i'r dull sych (siop wedi'i baratoi ymlaen llaw) a'r dull gwlyb (ffabrig ffibr a resin wedi'i gludo i'w ddefnyddio). Defnyddir gosodiad llaw hefyd i baratoi prepregs i'w defnyddio mewn prosesau mowldio eilaidd fel mowldio cywasgu. Y dull hwn yw lle mae taflenni o frethyn ffibr carbon yn cael eu lamineiddio ar fowld i ffurfio'r cynnyrch terfynol. Mae priodweddau cryfder a stiffrwydd y deunydd sy'n deillio o hyn yn cael eu optimeiddio trwy ddewis aliniad a gwehyddu'r ffibrau ffabrig. Yna caiff y mowld ei lenwi ag epocsi a'i wella â gwres neu aer. Defnyddir y dull gweithgynhyrchu hwn yn aml ar gyfer rhannau heb straen, fel gorchuddion injan.
2. Dull Ffurfio Gwactod
Ar gyfer y prepreg wedi'i lamineiddio, mae angen rhoi pwysau trwy broses benodol i'w gwneud yn agos at y mowld a'i wella a'i siapio o dan dymheredd a gwasgedd penodol. Mae'r dull bag gwactod yn defnyddio pwmp gwactod i wagio'r tu mewn i'r bag ffurfio fel bod y pwysau negyddol rhwng y bag a'r mowld yn ffurfio pwysau fel bod y deunydd cyfansawdd yn agos at y mowld.
Ar sail y dull bagiau gwactod, deilliodd y dull ffurfio gwactod bag-awtoclaf yn ddiweddarach. Mae awtoclafau yn darparu pwysau uwch ac yn gwella gwres y rhan (yn lle halltu naturiol) na dulliau bagiau gwactod yn unig. Mae gan ran o'r fath strwythur mwy cryno, gwell ansawdd arwyneb, gall ddileu swigod aer yn effeithiol (bydd swigod yn effeithio'n fawr ar gryfder y rhan), ac mae'r ansawdd cyffredinol yn uwch. Mewn gwirionedd, mae'r broses o fagio gwactod yn debyg i broses glynu ffilm ffôn symudol. Mae dileu swigod aer yn dasg fawr.
3. Dull mowldio cywasgu
Mowldio cywasguyn ddull mowldio sy'n ffafriol i gynhyrchu màs a chynhyrchu màs. Mae mowldiau fel arfer yn cael eu gwneud o rannau uchaf ac isaf, yr ydym yn eu galw'n fowld gwrywaidd ac yn fowld benywaidd. Y broses fowldio yw rhoi'r mat wedi'i wneud o ragflaeniadau yn y mowld cownter metel, ac o dan weithred tymheredd a gwasgedd penodol, mae'r mat yn cael ei gynhesu a'i blastigio yn y ceudod mowld, yn llifo dan bwysau, ac yn llenwi ceudod y mowld, ac yna mowldio a halltu i gael cynhyrchion. Fodd bynnag, mae gan y dull hwn gost gychwynnol uwch na'r rhai blaenorol, gan fod angen peiriannu CNC manwl uchel iawn ar y mowld.
4. Mowldio troellog
Ar gyfer rhannau â siapiau cymhleth neu ar ffurf corff o chwyldro, gellir defnyddio gwyntwr ffilament i wneud y rhan trwy ddirwyn y ffilament ar mandrel neu graidd. Ar ôl troelli yn llwyr iachâd a thynnwch y mandrel. Er enghraifft, gellir gwneud breichiau tiwbaidd ar y cyd a ddefnyddir mewn systemau atal gan ddefnyddio'r dull hwn.
5. Mowldio trosglwyddo resin
Mae mowldio trosglwyddo resin (RTM) yn ddull mowldio cymharol boblogaidd. Ei gamau sylfaenol yw:
1. Rhowch y ffabrig ffibr carbon gwael wedi'i baratoi yn y mowld a chau'r mowld.
2. chwistrellwch resin thermosetio hylif i mewn iddo, trwytho'r deunydd atgyfnerthu, a gwella.
Priodweddau polymer wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon
(1) Cryfder uchel ac hydwythedd da.
Mae cryfder penodol (hynny yw, cymhareb cryfder tynnol i ddwysedd) ffibr carbon 6 gwaith yn gymharol ddur ac 17 gwaith yn fwy na alwminiwm. Mae'r modwlws penodol (hynny yw, cymhareb modwlws Young i ddwysedd, sy'n arwydd o hydwythedd gwrthrych) fwy na 3 gwaith cymhareb dur neu alwminiwm.
Gyda chryfder penodol uchel, gall ddwyn llwyth gweithio mawr. Gall ei bwysau gweithio uchaf gyrraedd 350 kg/cm2. Yn ogystal, mae'n fwy cywasgadwy a gwydn na F-4 pur a'i braid.
(2) Gwrthiant blinder da ac ymwrthedd gwisgo.
Mae ei wrthwynebiad blinder yn llawer uwch na resin epocsi ac yn uwch na phethi deunyddiau metel. Mae ffibrau graffit yn hunan-iro ac mae ganddynt gyfernod ffrithiant bach. Mae faint o wisgo 5-10 gwaith yn llai na swm cynhyrchion asbestos cyffredinol neu blethi F-4.
(3) Dargludedd thermol da ac ymwrthedd gwres.
Mae gan blastigau wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon ddargludedd thermol da, ac mae'n hawdd afradloni'r gwres a gynhyrchir gan ffrithiant. Nid yw'r tu mewn yn hawdd gorboethi a storio gwres a gellir ei ddefnyddio fel deunydd selio deinamig. Yn yr awyr, gall weithio'n sefydlog yn yr ystod tymheredd o -120 ~ 350 ° C. Gyda lleihau cynnwys metel alcali mewn ffibr carbon, gellir cynyddu tymheredd y gwasanaeth ymhellach. Mewn nwy anadweithiol, gall ei dymheredd y gellir ei addasu gyrraedd tua 2000 ° C, a gall wrthsefyll newidiadau miniog mewn oerfel a gwres.
(4) Gwrthiant dirgryniad da.
Nid yw'n hawdd atseinio na fflutter, ac mae hefyd yn ddeunydd rhagorol ar gyfer lleihau dirgryniad a lleihau sŵn.
Manteision CFRP
1. Pwysau Ysgafn
Mae plastigau wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr traddodiadol yn defnyddio ffibrau gwydr parhaus a ffibrau gwydr 70% (pwysau gwydr/cyfanswm pwysau) ac yn nodweddiadol mae ganddynt ddwysedd o 0.065 pwys y fodfedd giwbig. Yn nodweddiadol mae gan gyfansawdd CFRP gyda'r un pwysau ffibr 70% ddwysedd o 0.055 pwys y fodfedd giwbig.
2. Cryfder Uchel
Er bod polymerau wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon yn ysgafn, mae gan gyfansoddion CFRP gryfder uwch a stiffrwydd uwch fesul pwysau uned na chyfansoddion ffibr gwydr. O'i gymharu â deunyddiau metel, mae'r fantais hon yn fwy amlwg.
Anfanteision CFRP
1. Cost Uchel
Mae cost gynhyrchu plastig wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon yn afresymol. Gall prisiau ffibr carbon amrywio'n ddramatig yn dibynnu ar amodau cyfredol y farchnad (cyflenwad a galw), y math o ffibr carbon (awyrofod yn erbyn gradd fasnachol), a maint y bwndel ffibr. Ar sail punt-am-bunt, gall ffibr carbon gwyryf fod 5 i 25 gwaith yn ddrytach na ffibr gwydr. Mae'r gwahaniaeth hwn hyd yn oed yn fwy wrth gymharu dur â CFRP.
2. Dargludedd
Dyma fantais ac anfantais deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon. Mae'n dibynnu ar y cais. Mae ffibrau carbon yn hynod ddargludol ac mae ffibrau gwydr yn inswleiddio. Mae llawer o gynhyrchion yn defnyddio gwydr ffibr yn lle ffibr carbon neu fetel oherwydd bod angen inswleiddio llym arnyn nhw. Wrth gynhyrchu cyfleustodau, mae angen defnyddio ffibrau gwydr ar lawer o gynhyrchion.
Defnyddiau plastig wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon
Mae cymwysiadau polymer wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon yn llydan mewn bywyd, o rannau mecanyddol i ddeunyddiau milwrol.
(1)fel pacio selio
Gellir gwneud deunydd PTFE wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon yn gylchoedd selio neu bacio sy'n gwrthsefyll cyrydiad, gwrthsefyll gwisgo, a thymheredd uchel. Pan gaiff ei ddefnyddio ar gyfer selio statig, mae'r bywyd gwasanaeth yn hirach, fwy na 10 gwaith yn hirach nag oes pacio asbestos cyffredinol a ysgogwyd gan olew. Gall gynnal perfformiad selio o dan newidiadau llwyth ac oeri cyflym a gwresogi cyflym. A chan nad yw'r deunydd yn cynnwys sylweddau cyrydol, ni fydd unrhyw gyrydiad pitting yn digwydd ar y metel.
(2)fel rhannau malu
Gan ddefnyddio ei briodweddau hunan-iro, gellir ei ddefnyddio fel berynnau, gerau a modrwyau piston at ddibenion arbennig. Megis berynnau iro heb olew ar gyfer offerynnau hedfan a recordwyr tâp, gerau iro heb olew ar gyfer locomotifau disel trosglwyddo trydan (er mwyn osgoi damweiniau a achosir gan ollyngiadau olew), cylchoedd piston iro di-olew ar gywasgwyr, ac ati, gellir eu defnyddio fel llithriadau neu sewyll yn llithro neu seidr.
(3) Fel deunyddiau strwythurol ar gyfer awyrofod, hedfan a thaflegrau. Fe'i defnyddiwyd gyntaf mewn gweithgynhyrchu awyrennau i leihau pwysau'r awyren a gwella effeithlonrwydd hedfan. Fe'i defnyddir hefyd mewn diwydiannau cemegol, petroliwm, pŵer trydan, peiriannau a diwydiannau eraill fel cylchdro neu sêl ddeinamig cilyddol neu amrywiol ddeunyddiau sêl statig.
Mae Zhengxi yn weithiwr proffesiynolFfatri Gwasg Hydrolig yn Tsieina, yn darparu uchel-quliatygwasg hydrolig gyfansawddar gyfer ffurfio cynhyrchion CFRP.
Amser Post: Mai-25-2023
