Kanthi pangembangan bahan komposit sing terus-terusan, saliyane plastik sing diperkuat serat kaca, plastik sing diperkuat serat karbon, plastik sing diperkuat serat boron, lan liya-liyane.Komposit polimer sing dikuatake serat karbon (CFRP) minangka bahan sing entheng lan kuwat sing digunakake kanggo nggawe akeh produk sing digunakake ing urip saben dina.Iki minangka istilah sing digunakake kanggo njlèntrèhaké bahan komposit sing dikuatake serat sing nggunakake serat karbon minangka komponen struktur utama.
Daftar Isi:
1. Struktur Polimer Dikuatake Serat Karbon
2. Cara Molding saka Carbon Fiber Reinforced Plastic
3. Sifat-sifat Polimer Dikiataken Serat Karbon
4. Kaluwihan saka CFRP
5. Cacat saka CFRP
6. Carbon Fiber dikiataken plastik Efesus
Struktur Polimer Dikuatake Serat Karbon
Plastik sing diperkuat serat karbon minangka bahan sing dibentuk kanthi ngatur bahan serat karbon ing arah tartamtu lan nggunakake bahan polimer sing diikat.Dhiameter serat karbon banget tipis, kira-kira 7 mikron, nanging kekuwatane dhuwur banget.
Unit konstituen paling dhasar saka bahan komposit sing dikuatake serat karbon yaiku filamen serat karbon.Bahan baku dhasar filamen karbon yaiku poliakrilonitril (PAN), rayon, utawa petroleum pitch.Filamen karbon banjur digawe dadi kain serat karbon kanthi cara kimia lan mekanik kanggo bagean serat karbon.
Polimer pengikat biasane resin thermosetting kayata epoksi.Termoset liyane utawa polimer termoplastik kadhangkala digunakake, kayata polivinil asetat utawa nilon.Saliyane serat karbon, komposit uga bisa ngemot aramid Q, polyethylene, aluminium, utawa serat kaca kanthi bobot molekul ultra-dhuwur.Properti produk serat karbon pungkasan uga bisa dipengaruhi dening jinis aditif sing dilebokake ing matriks ikatan.
Metode Molding Plastik Bertulang Serat Karbon
Produk serat karbon utamane beda amarga proses sing beda.Ana akeh cara kanggo mbentuk bahan polimer sing dikuatake serat karbon.
1. Metode Hand Lay-up
Dipérang dadi cara garing (toko sing wis disiapake) lan cara udan (kain serat lan resin sing dipaku kanggo digunakake).Lay-up tangan uga digunakake kanggo nyiapake prepregs kanggo digunakake ing proses cetakan sekunder kayata cetakan kompresi.Cara iki yaiku lembaran kain serat karbon dilaminasi ing cetakan kanggo mbentuk produk pungkasan.Sifat kekuatan lan kaku saka materi sing diasilake dioptimalake kanthi milih keselarasan lan tenunan serat kain.Cetakan kasebut banjur diisi epoksi lan diobati kanthi panas utawa hawa.Cara manufaktur iki asring digunakake kanggo bagean sing ora ditekan, kayata tutup mesin.
2. Metode Vakum Forming
Kanggo prepreg laminated, perlu kanggo ngetrapake tekanan liwat proses tartamtu supaya cedhak karo cetakan lan kanggo nambani lan mbentuk ing suhu lan tekanan tartamtu.Cara tas vakum nggunakake pompa vakum kanggo ngevakuasi ing njero tas mbentuk supaya tekanan negatif antarane tas lan jamur mbentuk tekanan supaya materi komposit cedhak karo cetakan.
Ing basis saka cara vakum tas, vakum tas-autoclave mbentuk cara iki asalé mengko.Autoclaves nyedhiyakake tekanan sing luwih dhuwur lan ngobati panas ing bagean kasebut (tinimbang perawatan alami) tinimbang metode vakum mung.Bagean kasebut nduweni struktur sing luwih kompak, kualitas permukaan sing luwih apik, bisa ngilangi gelembung udara kanthi efektif (gelembung bakal mengaruhi kekuwatan bagean kasebut), lan kualitas sakabèhé luwih dhuwur.Nyatane, proses bagging vakum padha karo film ponsel nempel.Ngilangi gelembung udara minangka tugas utama.
3. Metode Molding Kompresi
Molding komprèsiminangka cara ngecor sing kondusif kanggo produksi massal lan produksi massal.Cetakan biasane digawe saka bagian ndhuwur lan ngisor, sing diarani cetakan lanang lan cetakan wadon.Proses ngecor kanggo sijine Mat digawe saka prepregs menyang jamur counter logam, lan ing tumindak saka suhu lan meksa tartamtu, Mat digawe panas lan plasticized ing growong jamur, mili ing meksa, lan ngiseni growong jamur, lan banjur Lan ngecor lan ngobati kanggo entuk produk.Nanging, cara iki nduweni biaya dhisikan sing luwih dhuwur tinimbang sing sadurunge, amarga cetakan mbutuhake mesin CNC kanthi presisi dhuwur.
4. Winding Molding
Kanggo bagean karo wangun Komplek utawa ing wangun awak revolusi, bisa digunakake filament winder kanggo nggawe bagean dening nduwurke tumpukan filamen ing mandrel utawa inti.Sawise nduwurke tumpukan tamba lengkap lan mbusak mandrel ing.Contone, lengen gabungan tubular sing digunakake ing sistem suspensi bisa digawe nggunakake metode iki.
5. Resin Transfer Molding
Resin transfer molding (RTM) minangka cara ngecor sing relatif populer.Langkah-langkah dhasar yaiku:
1. Selehake kain serat karbon ala sing disiapake ing cetakan lan tutup cetakan.
2. Inject resin thermosetting Cairan menyang, impregnate materi reinforcing, lan tamba.
Properties Carbon Fiber Reinforced Polymer
(1) Kekuwatan dhuwur lan elastisitas sing apik.
Kekuwatan spesifik (yaiku rasio kekuatan tarik lan kepadatan) serat karbon 6 kaping baja lan 17 kaping aluminium.Modulus spesifik (yaiku rasio modulus Young kanggo Kapadhetan, sing minangka tandha elastisitas obyek) luwih saka 3 kali baja utawa aluminium.
Kanthi kekuatan khusus sing dhuwur, bisa nanggung beban kerja sing gedhe.Tekanan kerja maksimal bisa tekan 350 kg/cm2.Kajaba iku, iku luwih compressible lan tahan saka F-4 murni lan braid sawijining.
(2) Good resistance lemes lan nyandhang resistance.
Ketahanan lemes luwih dhuwur tinimbang resin epoksi lan luwih dhuwur tinimbang bahan logam.Serat grafit minangka pelumas dhewe lan duwe koefisien gesekan cilik.Jumlah nyandhang 5-10 kaping luwih cilik tinimbang produk asbes umum utawa kepang F-4.
(3) Konduktivitas termal sing apik lan tahan panas.
Plastik sing dikuatake serat karbon duwe konduktivitas termal sing apik, lan panas sing diasilake gesekan gampang dibuwang.Interioré ora gampang overheat lan nyimpen panas lan bisa digunakake minangka bahan sealing dinamis.Ing udhara, bisa digunakake kanthi stabil ing kisaran suhu -120 ~ 350 ° C.Kanthi nyuda isi logam alkali ing serat karbon, suhu layanan bisa uga tambah.Ing gas inert, suhu adaptasi bisa tekan udakara 2000 ° C, lan bisa tahan owah-owahan sing cetha ing kadhemen lan panas.
(4) resistance geter apik.
Ora gampang resonate utawa flutter, lan uga minangka bahan sing apik kanggo nyuda geter lan nyuda swara.
Kaluwihan saka CFRP
1. Bobot entheng
Plastik sing diperkuat serat kaca tradisional nggunakake serat kaca sing terus-terusan lan 70% serat kaca (bobot kaca / bobot total) lan biasane duwe kapadhetan 0,065 kilogram saben inci kubik.Komposit CFRP kanthi bobot serat 70% padha biasane duwe kapadhetan 0,055 kilogram saben inci kubik.
2. High Strength
Senajan polimer sing dikuatake serat karbon entheng, komposit CFRP nduweni kekuatan sing luwih dhuwur lan kekakuan sing luwih dhuwur saben bobot unit tinimbang komposit serat kaca.Dibandhingake karo bahan logam, kauntungan iki luwih jelas.
Kekurangan CFRP
1. Biaya dhuwur
Biaya produksi plastik sing diperkuat serat karbon pancen larang.Rega serat karbon bisa beda-beda sacara dramatis gumantung saka kondisi pasar saiki (suplai lan dikarepake), jinis serat karbon (aerospace vs kelas komersial), lan ukuran bundel serat.Ing basis pound-kanggo-pound, serat karbon prawan bisa 5 kanggo 25 kaping luwih larang saka serat kaca.Iki prabédan malah luwih nalika mbandhingaké baja kanggo CFRP.
2. Konduktivitas
Iki minangka kauntungan lan kekurangan bahan komposit serat karbon.Iku gumantung ing aplikasi.Serat karbon banget konduktif lan serat kaca minangka insulasi.Akeh produk nggunakake fiberglass tinimbang serat karbon utawa logam amarga mbutuhake insulasi sing ketat.Ing produksi keperluan, akeh produk mbutuhake nggunakake serat kaca.
Serat Karbon Dikiataken Plastik Efesus
Aplikasi polimer sing dikuatake serat karbon jembar ing urip, saka bagean mekanik nganti bahan militer.
(1)minangka sealing packing
Bahan PTFE sing dikuatake serat karbon bisa digawe dadi cincin pengedap utawa pengepakan sing tahan karat, tahan nyandhang, lan tahan suhu dhuwur.Yen digunakake kanggo panyegelan statis, umur layanan luwih suwe, luwih saka 10 kaping luwih dawa tinimbang kemasan asbes sing dicelup minyak umum.Bisa njaga kinerja sealing ing owah-owahan mbukak lan cooling cepet lan panas cepet.Lan amarga materi kasebut ora ngemot zat korosif, ora ana korosi pitting ing logam kasebut.
(2)minangka bagean grinding
Nggunakake sifat pelumas dhewe, bisa digunakake minangka bantalan, gear, lan ring piston kanggo tujuan khusus.Kayata bantalan pelumas tanpa minyak kanggo instrumen penerbangan lan tape recorder, gear pelumas tanpa minyak kanggo lokomotif diesel transmisi listrik (supaya ora kacilakan sing disebabake bocor lenga), ring piston pelumas tanpa minyak ing kompresor, lan liya-liyane. uga digunakake minangka bantalan geser utawa segel ing industri pangan lan farmasi kanthi njupuk kauntungan saka ciri non-beracun.
(3) Minangka bahan struktural kanggo aerospace, penerbangan, lan misil.Iki pisanan digunakake ing manufaktur pesawat kanggo ngurangi bobot pesawat lan nambah efisiensi penerbangan.Iki uga digunakake ing kimia, petroleum, tenaga listrik, mesin, lan industri liyane minangka segel dinamis rotary utawa reciprocating utawa macem-macem bahan segel statis.
Zhengxi minangka profesionalpabrik press hidrolik ing China, nyedhiyakake kualitas dhuwurtekan hidrolik kompositkanggo mbentuk produk CFRP.
Wektu kirim: Mei-25-2023
