Material konposatuen etengabeko garapenarekin, beira-zuntzez indartutako plastikoez gain, karbono-zuntzez indartutako plastikoak, boro-zuntzez indartutako plastikoak eta abar agertu dira.Karbono-zuntzez indartutako polimero konposatuak (CFRP) material arinak eta sendoak dira, gure eguneroko bizitzan erabiltzen ditugun produktu asko fabrikatzeko erabiltzen direnak.Karbono-zuntzak egitura-osagai nagusi gisa erabiltzen dituzten zuntzez indartutako material konposatuak deskribatzeko erabiltzen den terminoa da.
Edukien taula:
1. Karbono-zuntzez indartutako polimeroen egitura
2. Karbono-zuntzez indartutako plastikoaren moldaketa-metodoa
3. Karbono-zuntzez indartutako polimeroaren propietateak
4. CFRPren abantailak
5. CFRPren desabantailak
6. Karbono-zuntzez indartutako plastikozko erabilerak
Karbono-zuntzez indartutako polimero-egitura
Karbono-zuntzez indartutako plastikoa karbono-zuntzezko materialak norabide jakin batean antolatuz eta loturiko polimerozko materialak erabiliz osatutako materiala da.Karbono zuntzaren diametroa oso mehea da, 7 mikra ingurukoa, baina bere indarra oso handia da.
Karbono-zuntzez indartutako material konposatuaren osagai oinarrizkoena karbono-zuntzezko harizpiak da.Karbonozko harizpiaren oinarrizko lehengaia poliakrilonitrilo prepolimeroa (PAN), rayona edo petrolioaren zelaia da.Karbonozko harizpiak karbono-zuntzezko ehunak bihurtzen dira karbono-zuntzezko piezen metodo kimiko eta mekanikoen bidez.
Lotura-polimeroa epoxi bezalako erretxina termoegonkor bat izan ohi da.Batzuetan beste termoegonkor edo polimero termoplastiko batzuk erabiltzen dira, hala nola, polibinilo azetatoa edo nylona.Karbono-zuntzez gain, konpositeek aramida Q, pisu molekular ultra handiko polietilenoa, aluminioa edo beira-zuntzak ere izan ditzakete.Karbono-zuntzezko azken produktuaren propietateak lotura-matrizean sartutako gehigarri motak ere eragin ditzake.
Karbono-zuntzez indartutako plastikoaren moldaketa-metodoa
Karbono-zuntzezko produktuak batez ere desberdinak dira prozesu desberdinengatik.Karbono-zuntzez indartutako polimerozko materialak osatzeko metodo asko daude.
1. Eskuz jartzeko metodoa
Metodo lehorra (aurrez prestatutako denda) eta metodo hezea (zuntz ehuna eta erretxina erabiltzeko itsatsita) banatuta.Eskuz geruzatzea ere erabiltzen da prepregs prestatzeko bigarren mailako moldaketa prozesuetan erabiltzeko, hala nola konpresio-moldeaketa.Metodo honetan karbono-zuntzezko oihalezko xaflak molde batean ijezten dira azken produktua osatzeko.Lortutako materialaren erresistentzia eta zurruntasun propietateak ehun-zuntzen lerrokadura eta ehundura hautatuz optimizatzen dira.Moldea epoxiz betetzen da eta beroarekin edo airearekin ondu.Fabrikazio-metodo hau tentsiorik gabeko piezetarako erabiltzen da, adibidez, motorraren estalkietarako.
2. Hutsean Formatzeko Metodoa
Laminatutako prepreg-erako, beharrezkoa da presioa egitea prozesu jakin baten bidez, moldetik hurbil egiteko eta tenperatura eta presio jakin baten pean ondu eta moldatzeko.Hutseko poltsaren metodoak huts-ponpa bat erabiltzen du konformazio poltsaren barrualdea husteko, poltsaren eta moldearen arteko presio negatiboak presio bat era dezan, material konposatua moldetik gertu egon dadin.
Hutseko poltsa metodoa oinarri hartuta, hutsean poltsa-autoklabea osatzeko metodoa eratorri zen geroago.Autoklabeek presio handiagoak ematen dituzte eta pieza beroarekin sendatzen dute (ontze naturalaren ordez) hutseko poltsen metodoek baino.Horrelako piezak egitura trinkoagoa du, gainazaleko kalitate hobea du, aire-burbuilak modu eraginkorrean ezaba ditzake (burbuilek asko eragingo dute piezaren indarra), eta kalitate orokorra handiagoa da.Izan ere, hutsean poltsa egiteko prozesua telefono mugikorren film itsatsiaren antzekoa da.Aire burbuilak kentzea zeregin garrantzitsua da.
3. Konpresio-moldeaketa metodoa
Konpresio-moldeaketamasa-ekoizpenerako eta masa-ekoizpenerako egokia den moldaketa-metodo bat da.Moldeak goiko eta beheko atalez egin ohi dira, molde arra eta molde emea deitzen diegu.Moldeatze-prozesua aurreprepregekin egindako esterilla metalezko kontagailuaren moldean jartzea da, eta tenperatura eta presio jakin baten eraginez, estera moldearen barrunbean berotzen eta plastifikatzen da, presiopean isurtzen da eta moldearen barrunbea betetzen du, eta gero. Eta moldatzea eta ontzea produktuak lortzeko.Hala ere, metodo honek aurrekoek baino hasierako kostu handiagoa du, moldeak oso doitasun handiko CNC mekanizazioa behar baitu.
4. Haizketaren moldaketa
Forma konplexuak dituzten piezetan edo bira-gorputz baten forman, harizpi-harizgailu bat erabil daiteke pieza egiteko harizpia mandril edo nukleo baten gainean harizpituz.Harilaketa osoa sendatu ondoren eta kendu mandrila.Esaterako, esekidura-sistemetan erabiltzen diren juntura tubular-besoak egin daitezke metodo honekin.
5. Erretxina transferitzeko moldaketa
Erretxina transferitzeko moldaketa (RTM) moldaketa metodo nahiko ezaguna da.Bere oinarrizko urratsak hauek dira:
1. Jarri prestatutako karbono-zuntzezko ehun txarra moldean eta itxi moldea.
2. Injektatu erretxina termoegonkor likidoa bertan, inpregnatu material sendotzailea eta sendatu.
Karbono-zuntzez indartutako polimeroaren propietateak
(1) Indar handia eta elastikotasun ona.
Karbono-zuntzaren erresistentzia espezifikoa (hau da, trakzio-erresistentziaren eta dentsitatearen arteko erlazioa) altzairuarena 6 aldiz handiagoa da eta aluminioarena 17 aldiz handiagoa.Modulu espezifikoa (hau da, Young-en moduluaren dentsitatearen arteko erlazioa, objektu baten elastikotasunaren seinale dena) altzairuaren edo aluminioaren 3 aldiz baino gehiago da.
Indar espezifiko handiarekin, lan karga handia jasan dezake.Bere lan-presioa maximoa 350 kg/cm2-ra irits daiteke.Horrez gain, F-4 hutsa eta bere txirikorda baino konprimigarriagoa eta elastikoagoa da.
(2) Nekearen eta higaduraren erresistentzia ona.
Bere neke-erresistentzia epoxi erretxinarena baino askoz handiagoa da eta metalezko materialena baino handiagoa.Grafito-zuntzak autolubrikatzaileak dira eta marruskadura-koefiziente txikia dute.Higadura-kopurua amianto-produktu orokorren edo F-4 txirikordarena baino 5-10 aldiz txikiagoa da.
(3) Eroankortasun termiko eta beroarekiko erresistentzia ona.
Karbono-zuntzez indartutako plastikoek eroankortasun termiko ona dute, eta marruskadurak sortutako beroa erraz xahutzen da.Barrualdea ez da erraza gehiegi berotzea eta beroa gordetzea eta zigilatzeko material dinamiko gisa erabil daiteke.Airean, egonkor funtziona dezake -120 ~ 350 °C-ko tenperatura tartean.Karbono-zuntzetan metal alkalinoaren edukia murriztearekin, zerbitzuaren tenperatura are gehiago handitu daiteke.Gas geldo batean, bere tenperatura moldagarria 2000 °C ingurura irits daiteke, eta hotzaren eta beroaren aldaketa zorrotzak jasan ditzake.
(4) Bibrazio erresistentzia ona.
Ez da erraza oihartzuna ematea edo astintzea, eta bibrazioak murrizteko eta zarata murrizteko material bikaina ere bada.
CFRPren abantailak
1. Pisu arina
Beira-zuntzez indartutako plastiko tradizionalek beira-zuntz jarraituak eta %70 beira-zuntzak erabiltzen dituzte (beira-pisua/pisu osoa) eta normalean 0,065 kiloko dentsitatea dute hazbete kubiko bakoitzeko.% 70 zuntz pisu bera duen CFRP konposatu batek normalean 0,055 kiloko dentsitatea du hazbete kubiko bakoitzeko.
2. Indar Handia
Karbono-zuntzez indartutako polimeroak arinak diren arren, CFRP konpositeek beira-zuntzezko konpositeek baino indar handiagoa eta pisu unitateko zurruntasun handiagoa dute.Material metalikoekin alderatuta, abantaila hori nabarmenagoa da.
CFRPren desabantailak
1. Kostu handia
Karbono-zuntzez indartutako plastikoaren ekoizpen kostua debekatua da.Karbono-zuntzaren prezioak izugarri alda daitezke merkatuaren egungo baldintzen (eskaintza eta eskaria), karbono-zuntz motaren (kalifikazio aeroespaziala vs. komertziala) eta zuntz sortaren tamainaren arabera.Libra-libra kontuan hartuta, karbono-zuntz birjina beira-zuntza baino 5 eta 25 aldiz garestiagoa izan daiteke.Alde hori are handiagoa da altzairuarekin CFRParekin alderatzean.
2. Eroankortasuna
Hau da karbono-zuntzezko material konposatuen abantaila eta desabantaila.Aplikazioaren araberakoa da.Karbono-zuntzak oso eroaleak dira eta beira-zuntzak isolatzaileak dira.Produktu askok karbono-zuntzaren edo metalaren ordez beira-zuntza erabiltzen dute, isolamendu zorrotza behar dutelako.Utilitateen ekoizpenean, produktu askok beira-zuntzak erabiltzea eskatzen dute.
Karbono-zuntzez indartutako plastikozko erabilerak
Karbono-zuntzez indartutako polimeroaren aplikazioak bizitzan zabalak dira, pieza mekanikoetatik hasi eta material militarretaraino.
(1)zigilatzeko ontzi gisa
Karbono-zuntzez indartutako PTFE materiala korrosioarekiko erresistenteak, higadura-erresistenteak eta tenperatura altuko erresistenteak zigilatzeko eraztunak edo bilgarri bihur daitezke.Zigilatze estatikorako erabiltzen denean, zerbitzu-bizitza luzeagoa da, olioan murgilduta dagoen amiantoaren bilgarri orokorra baino 10 aldiz handiagoa.Zigilatzeko errendimendua mantendu dezake karga aldaketetan eta hozte azkar eta berotze azkarrean.Eta materialak substantzia korrosiborik ez duenez, ez da korrosiorik izango metalean.
(2)artezteko pieza gisa
Bere propietate autolubrikatzaileak erabiliz, errodamendu, engranaje eta pistoi eraztun gisa erabil daiteke helburu berezietarako.Hala nola, abiazio tresnetarako eta magnetofonoetarako oliorik gabeko errodamendu lubrifikatuak, transmisio elektrikoko diesel lokomotoretarako oliorik gabeko engranaje lubrifikatuak (olio-isurketak eragindako istripuak saihesteko), konpresoreetan oliorik gabeko pistoi-eraztun lubrifikatuak, etab. Elikadura- eta farmazia-industrian lerratze-errodamendu edo zigilu gisa ere erabiliko dira, bere ezaugarri ez-toxikoak aprobetxatuz.
(3) Aeroespaziorako, hegazkinerako eta misiletarako egiturazko material gisa.Lehenengo hegazkinen fabrikazioan erabili zen hegazkinaren pisua murrizteko eta hegaldiaren eraginkortasuna hobetzeko.Kimika, petrolioa, energia elektrikoa, makineria eta beste industrietan ere erabiltzen da zigilu dinamiko birakaria edo elkarrekikoa edo hainbat zigilu estatikoko material gisa.
Zhengxi profesionala daprentsa hidraulikoen fabrika Txinan, kalitate handikoa eskainizprentsa hidrauliko konposatuaCFRP produktuak osatzeko.
Argitalpenaren ordua: 2023-05-25
