સીએફઆરપીની અંતિમ માર્ગદર્શિકા: કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પ્લાસ્ટિક/પોલિમર

સંયુક્ત સામગ્રીના સતત વિકાસ સાથે, ગ્લાસ ફાઇબર-પ્રબલિત પ્લાસ્ટિક ઉપરાંત, કાર્બન ફાઇબર-પ્રબલિત પ્લાસ્ટિક, બોરોન ફાઇબર-પ્રબલિત પ્લાસ્ટિક વગેરે દેખાયા છે. કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પોલિમર કમ્પોઝિટ્સ (સીએફઆરપી) એ હળવા વજન અને મજબૂત સામગ્રી છે જેનો ઉપયોગ આપણે આપણા રોજિંદા જીવનમાં આપણે ઉપયોગ કરીએ છીએ તે ઘણા ઉત્પાદનોના નિર્માણ માટે થાય છે. તે એક શબ્દ છે જે ફાઇબર-પ્રબલિત સંયુક્ત સામગ્રીનું વર્ણન કરવા માટે વપરાય છે જે મુખ્ય માળખાકીય ઘટક તરીકે કાર્બન રેસાનો ઉપયોગ કરે છે.

સામગ્રીનું કોષ્ટક:

1. કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પોલિમર સ્ટ્રક્ચર
2. કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પ્લાસ્ટિકની મોલ્ડિંગ પદ્ધતિ
3. કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પોલિમરની ગુણધર્મો
4. સીએફઆરપીના ફાયદા
5. સીએફઆરપીના ગેરફાયદા
6. કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પ્લાસ્ટિકના ઉપયોગ

કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પોલિમર માળખું

કાર્બન ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ પ્લાસ્ટિક એ એક ચોક્કસ દિશામાં કાર્બન ફાઇબર સામગ્રીની ગોઠવણ કરીને અને બોન્ડેડ પોલિમર સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને રચાયેલી સામગ્રી છે. કાર્બન ફાઇબરનો વ્યાસ અત્યંત પાતળો છે, લગભગ 7 માઇક્રોન, પરંતુ તેની શક્તિ ખૂબ વધારે છે.

કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત સંયુક્ત સામગ્રીનો સૌથી મૂળભૂત ઘટક એકમ કાર્બન ફાઇબર ફિલામેન્ટ છે. કાર્બન ફિલામેન્ટની મૂળભૂત કાચી સામગ્રી એ પ્રિપોલીમર પોલિઆક્રાયલોનિટ્રિલ (પાન), રેયોન અથવા પેટ્રોલિયમ પિચ છે. કાર્બન ફિલામેન્ટ્સ કાર્બન ફાઇબર ભાગો માટે રાસાયણિક અને યાંત્રિક પદ્ધતિઓ દ્વારા કાર્બન ફાઇબર કાપડમાં બનાવવામાં આવે છે.

બંધનકર્તા પોલિમર સામાન્ય રીતે ઇપોક્રીસ જેવા થર્મોસેટિંગ રેઝિન હોય છે. અન્ય થર્મોસેટ્સ અથવા થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલિમરનો ઉપયોગ કેટલીકવાર થાય છે, જેમ કે પોલિવિનાઇલ એસિટેટ અથવા નાયલોન. કાર્બન રેસા ઉપરાંત, કમ્પોઝિટમાં એઆરઆમીડ ક્યૂ, અલ્ટ્રા-હાઇ મોલેક્યુલર વજન પોલિઇથિલિન, એલ્યુમિનિયમ અથવા ગ્લાસ રેસા પણ હોઈ શકે છે. અંતિમ કાર્બન ફાઇબર પ્રોડક્ટના ગુણધર્મોને બોન્ડિંગ મેટ્રિક્સમાં રજૂ કરાયેલા એડિટિવ્સના પ્રકારથી પણ અસર થઈ શકે છે.

કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પ્લાસ્ટિકની મોલ્ડિંગ પદ્ધતિ

વિવિધ પ્રક્રિયાઓને કારણે કાર્બન ફાઇબર ઉત્પાદનો મુખ્યત્વે અલગ છે. કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પોલિમર સામગ્રી બનાવવા માટેની ઘણી પદ્ધતિઓ છે.

1. હેન્ડ લે-અપ પદ્ધતિ

શુષ્ક પદ્ધતિ (પૂર્વ-તૈયાર દુકાન) અને ભીની પદ્ધતિ (ફાઇબર ફેબ્રિક અને રેઝિન વાપરવા માટે ગુંદર) માં વહેંચાયેલ. હેન્ડ લે-અપનો ઉપયોગ કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ જેવી ગૌણ મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયાઓમાં ઉપયોગ માટે પ્રિપ્રેગ્સ તૈયાર કરવા માટે પણ થાય છે. આ પદ્ધતિ તે છે જ્યાં અંતિમ ઉત્પાદનની રચના કરવા માટે કાર્બન ફાઇબર કાપડની શીટ્સ ઘાટ પર લેમિનેટેડ છે. પરિણામી સામગ્રીની તાકાત અને જડતા ગુણધર્મો ફેબ્રિક રેસાના ગોઠવણી અને વણાટને પસંદ કરીને optim પ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવે છે. મોલ્ડ પછી ઇપોક્રીથી ભરેલું છે અને ગરમી અથવા હવાથી મટાડવામાં આવે છે. આ ઉત્પાદન પદ્ધતિનો ઉપયોગ હંમેશાં બિન-તાણવાળા ભાગો માટે થાય છે, જેમ કે એન્જિન કવર.

2. વેક્યૂમ રચવાની પદ્ધતિ

લેમિનેટેડ પ્રિપ્રેગ માટે, તેને ઘાટની નજીક બનાવવા માટે અને ચોક્કસ તાપમાન અને દબાણ હેઠળ તેને ઇલાજ અને આકાર આપવા માટે ચોક્કસ પ્રક્રિયા દ્વારા દબાણ લાગુ કરવું જરૂરી છે. વેક્યૂમ બેગ પદ્ધતિ રચાયેલી બેગની અંદરના ભાગને ખાલી કરવા માટે વેક્યૂમ પંપનો ઉપયોગ કરે છે જેથી બેગ અને ઘાટ વચ્ચેનો નકારાત્મક દબાણ દબાણ બનાવે છે જેથી સંયુક્ત સામગ્રી ઘાટની નજીક હોય.

વેક્યૂમ બેગ પદ્ધતિના આધારે, વેક્યુમ બેગ-ઓટોક્લેવ રચના પદ્ધતિ પછીથી લેવામાં આવી હતી. Aut ટોક્લેવ્સ વેક્યુમ બેગ-ફક્ત પદ્ધતિઓ કરતા વધારે દબાણ અને હીટ ઇલાજ ભાગ (કુદરતી ઉપચારને બદલે) પ્રદાન કરે છે. આવા ભાગમાં વધુ કોમ્પેક્ટ સ્ટ્રક્ચર હોય છે, વધુ સારી સપાટીની ગુણવત્તા, હવાના પરપોટાને અસરકારક રીતે દૂર કરી શકે છે (પરપોટા ભાગની શક્તિને મોટા પ્રમાણમાં અસર કરશે), અને એકંદર ગુણવત્તા વધારે છે. હકીકતમાં, વેક્યૂમ બેગિંગની પ્રક્રિયા મોબાઇલ ફોન ફિલ્મ ચોંટવાની સમાન છે. હવાના પરપોટાને દૂર કરવું એ એક મુખ્ય કાર્ય છે.

3. કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ પદ્ધતિ

સંકોચન મોલ્ડિંગએક મોલ્ડિંગ પદ્ધતિ છે જે મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન અને મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન માટે અનુકૂળ છે. મોલ્ડ સામાન્ય રીતે ઉપલા અને નીચલા ભાગોથી બનેલા હોય છે, જેને આપણે પુરુષ ઘાટ અને સ્ત્રી ઘાટ કહીએ છીએ. મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયા મેટલ કાઉન્ટર મોલ્ડમાં બનેલી સાદડી મૂકવાની છે, અને ચોક્કસ તાપમાન અને દબાણની ક્રિયા હેઠળ, સાદડી ગરમ અને ઘાટની પોલાણમાં પ્લાસ્ટિકાઇઝ કરવામાં આવે છે, દબાણ હેઠળ વહે છે, અને મોલ્ડ પોલાણને ભરે છે, અને પછી મોલ્ડિંગ અને ઉત્પાદનો મેળવવા માટે ઉપાય કરે છે. જો કે, આ પદ્ધતિમાં પાછલા લોકો કરતા વધુ પ્રારંભિક કિંમત છે, કારણ કે ઘાટને ખૂબ ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા સીએનસી મશીનિંગની જરૂર હોય છે.

4. વિન્ડિંગ મોલ્ડિંગ

જટિલ આકારોવાળા ભાગો માટે અથવા ક્રાંતિના શરીરના આકારમાં, ફિલામેન્ટ વાઇન્ડરનો ઉપયોગ મેન્ડ્રેલ અથવા કોર પર ફિલામેન્ટને વિન્ડિંગ કરીને ભાગ બનાવવા માટે કરી શકાય છે. વિન્ડિંગ પછી સંપૂર્ણ ઇલાજ થાય છે અને મેન્ડ્રેલને દૂર કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સસ્પેન્શન સિસ્ટમોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા નળીઓવાળું સંયુક્ત હથિયારો આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને બનાવી શકાય છે.

5. રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ

રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ (આરટીએમ) એ પ્રમાણમાં લોકપ્રિય મોલ્ડિંગ પદ્ધતિ છે. તેના મૂળ પગલાં છે:
1. ઘાટમાં તૈયાર ખરાબ કાર્બન ફાઇબર ફેબ્રિક મૂકો અને ઘાટ બંધ કરો.
2. તેમાં લિક્વિડ થર્મોસેટિંગ રેઝિન ઇન્જેકટ કરો, પ્રબલિત સામગ્રીને ગર્ભિત કરો અને ઇલાજ કરો.

કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પોલિમરનાં ગુણધર્મો

(1) ઉચ્ચ તાકાત અને સારી સ્થિતિસ્થાપકતા.

કાર્બન ફાઇબરની વિશિષ્ટ તાકાત (એટલે ​​કે, ઘનતામાં તાણ શક્તિનો ગુણોત્તર) સ્ટીલ કરતા 6 ગણા અને એલ્યુમિનિયમ કરતા 17 ગણા છે. વિશિષ્ટ મોડ્યુલસ (એટલે ​​કે, યંગના મોડ્યુલસથી ઘનતાનો ગુણોત્તર, જે object બ્જેક્ટની સ્થિતિસ્થાપકતાનો સંકેત છે) સ્ટીલ અથવા એલ્યુમિનિયમ કરતા times ગણા કરતા વધારે છે.

ઉચ્ચ વિશિષ્ટ તાકાત સાથે, તે મોટા કામના ભારને સહન કરી શકે છે. તેનું મહત્તમ કાર્યકારી દબાણ 350 કિગ્રા/સે.મી. સુધી પહોંચી શકે છે. આ ઉપરાંત, તે શુદ્ધ એફ -4 અને તેના વેણી કરતાં વધુ સંકુચિત અને સ્થિતિસ્થાપક છે.

(2) સારી થાક પ્રતિકાર અને પહેરવા પ્રતિકાર.

તેનો થાક પ્રતિકાર ઇપોક્રીસ રેઝિન કરતા ઘણો વધારે છે અને ધાતુની સામગ્રી કરતા વધારે છે. ગ્રેફાઇટ રેસા સ્વ-લુબ્રિકેટિંગ હોય છે અને તેમાં ઘર્ષણનો નાનો ગુણાંક હોય છે. વસ્ત્રોની માત્રા સામાન્ય એસ્બેસ્ટોસ ઉત્પાદનો અથવા એફ -4 બ્રેઇડ્સ કરતા 5-10 ગણી ઓછી છે.

()) સારી થર્મલ વાહકતા અને ગરમીનો પ્રતિકાર.

કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પ્લાસ્ટિકમાં સારી થર્મલ વાહકતા હોય છે, અને ઘર્ષણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમી સરળતાથી વિખેરી નાખવામાં આવે છે. આંતરીક તાપને વધુ ગરમ કરવા અને સંગ્રહિત કરવા માટે સરળ નથી અને ગતિશીલ સીલિંગ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. હવામાં, તે -120 ~ 350 ° સે તાપમાન શ્રેણીમાં સ્થિર રીતે કાર્ય કરી શકે છે. કાર્બન ફાઇબરમાં આલ્કલી ધાતુની સામગ્રીમાં ઘટાડો સાથે, સેવા તાપમાનમાં વધુ વધારો થઈ શકે છે. નિષ્ક્રિય ગેસમાં, તેનું અનુકૂલનશીલ તાપમાન લગભગ 2000 ° સે સુધી પહોંચી શકે છે, અને તે ઠંડા અને ગરમીમાં તીવ્ર ફેરફારોનો સામનો કરી શકે છે.

()) સારા કંપન પ્રતિકાર.

પડઘો પાડવો અથવા ફફડાટ કરવો તે સરળ નથી, અને તે કંપન ઘટાડવા અને અવાજ ઘટાડવા માટે એક ઉત્તમ સામગ્રી પણ છે.

સી.એફ.આર.પી. ના ફાયદા

1. હળવા વજન

પરંપરાગત ગ્લાસ ફાઇબર પ્રબલિત પ્લાસ્ટિક સતત ગ્લાસ રેસા અને 70% ગ્લાસ રેસા (ગ્લાસ વજન/કુલ વજન) નો ઉપયોગ કરે છે અને સામાન્ય રીતે ઘનતા દીઠ 0.065 પાઉન્ડની ઘનતા હોય છે. સમાન 70% ફાઇબર વજનવાળા સીએફઆરપી સંયુક્તમાં સામાન્ય રીતે ઘન ઇંચ દીઠ 0.055 પાઉન્ડની ઘનતા હોય છે.

2. ઉચ્ચ તાકાત

તેમ છતાં કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પોલિમર હળવા વજનવાળા હોય છે, સીએફઆરપી કમ્પોઝિટમાં ગ્લાસ ફાઇબર કમ્પોઝિટ્સ કરતા એકમ વજન દીઠ વધુ શક્તિ અને વધારે જડતા હોય છે. ધાતુની સામગ્રીની તુલનામાં, આ ફાયદો વધુ સ્પષ્ટ છે.

સીએફઆરપીના ગેરફાયદા

1. ઉચ્ચ કિંમત

કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પ્લાસ્ટિકની ઉત્પાદન કિંમત પ્રતિબંધિત છે. કાર્બન ફાઇબરના ભાવ વર્તમાન બજારની સ્થિતિ (સપ્લાય અને માંગ), કાર્બન ફાઇબરનો પ્રકાર (એરોસ્પેસ વિ. વાણિજ્યિક ગ્રેડ) અને ફાઇબર બંડલના કદના આધારે નાટકીય રીતે બદલાઈ શકે છે. પાઉન્ડ-ફોર-પાઉન્ડના આધારે, વર્જિન કાર્બન ફાઇબર ગ્લાસ ફાઇબર કરતા 5 થી 25 ગણો વધુ ખર્ચાળ હોઈ શકે છે. સીએફઆરપી સાથે સ્ટીલની તુલના કરતી વખતે આ તફાવત પણ વધારે છે.
2. વાહકતા
આ કાર્બન ફાઇબર સંયુક્ત સામગ્રીનો ફાયદો અને ગેરલાભ છે. તે એપ્લિકેશન પર આધારિત છે. કાર્બન રેસા અત્યંત વાહક છે અને ગ્લાસ રેસા ઇન્સ્યુલેટીંગ છે. ઘણા ઉત્પાદનો કાર્બન ફાઇબર અથવા ધાતુને બદલે ફાઇબર ગ્લાસનો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે તેમને કડક ઇન્સ્યુલેશનની જરૂર હોય છે. ઉપયોગિતાઓના ઉત્પાદનમાં, ઘણા ઉત્પાદનોને ગ્લાસ રેસાનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે.

કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પ્લાસ્ટિક ઉપયોગ

યાંત્રિક ભાગોથી માંડીને લશ્કરી સામગ્રી સુધીના કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પોલિમરની અરજીઓ જીવનમાં વિશાળ છે.

(1)સીલિંગ પેકિંગ તરીકે
કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત પીટીએફઇ સામગ્રી કાટ-પ્રતિરોધક, વસ્ત્રો પ્રતિરોધક અને ઉચ્ચ-તાપમાન-પ્રતિરોધક સીલિંગ રિંગ્સ અથવા પેકિંગમાં બનાવી શકાય છે. જ્યારે સ્થિર સીલિંગ માટે વપરાય છે, ત્યારે સર્વિસ લાઇફ લાંબી હોય છે, સામાન્ય તેલ-સીમિત એસ્બેસ્ટોસ પેકિંગ કરતા 10 ગણા વધારે હોય છે. તે લોડ ફેરફારો અને ઝડપી ઠંડક અને ઝડપી ગરમી હેઠળ સીલિંગ કામગીરી જાળવી શકે છે. અને કારણ કે સામગ્રીમાં કાટમાળ પદાર્થો શામેલ નથી, તેથી ધાતુ પર કોઈ પિટિંગ કાટ લાગશે નહીં.

(2)ગ્રાઇન્ડીંગ ભાગો તરીકે
તેના સ્વ-લુબ્રિકેટિંગ ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરીને, તેનો ઉપયોગ ખાસ હેતુઓ માટે બેરિંગ્સ, ગિયર્સ અને પિસ્ટન રિંગ્સ તરીકે થઈ શકે છે. જેમ કે ઉડ્ડયન ઉપકરણો અને ટેપ રેકોર્ડર માટે તેલ મુક્ત લ્યુબ્રિકેટેડ બેરિંગ્સ, ઇલેક્ટ્રિક ટ્રાન્સમિશન ડીઝલ લોકોમોટિવ્સ માટે તેલ મુક્ત લ્યુબ્રિકેટેડ ગિયર્સ (તેલના લિકેજ દ્વારા થતા અકસ્માતોને ટાળવા માટે), કોમ્પ્રેસર્સ પર તેલ-મુક્ત લ્યુબ્રિકેટેડ પિસ્ટન રિંગ્સ, વગેરે. તેના બિન-એક્ઝિક્યુટસ અને ફાર્મસ્યુટિકલ ઉદ્યોગ દ્વારા સીલનો ઉપયોગ પણ કરી શકાય છે.

()) એરોસ્પેસ, ઉડ્ડયન અને મિસાઇલો માટે માળખાકીય સામગ્રી તરીકે. વિમાનનું વજન ઘટાડવા અને ફ્લાઇટની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે વિમાનના ઉત્પાદનમાં તેનો ઉપયોગ સૌ પ્રથમ કરવામાં આવ્યો હતો. તેનો ઉપયોગ રાસાયણિક, પેટ્રોલિયમ, ઇલેક્ટ્રિક પાવર, મશીનરી અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં પણ રોટરી અથવા પારસ્પરિક ગતિશીલ સીલ અથવા વિવિધ સ્થિર સીલ સામગ્રી તરીકે થાય છે.

ઝેંગક્સી એક વ્યાવસાયિક છેચીનમાં હાઇડ્રોલિક પ્રેસ ફેક્ટરી, ઉચ્ચ કુલીટી પ્રદાનસંયુક્ત હાઇડ્રોલિક પ્રેસસીએફઆરપી ઉત્પાદનો બનાવવા માટે.