CFRP को अन्तिम गाइड: कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक/पोलिमर

समग्र सामग्रीको निरन्तर विकासको साथ, ग्लास फाइबर-प्रबलित प्लास्टिकको अतिरिक्त, कार्बन फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक, बोरोन फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक, आदि देखा परेको छ।कार्बन फाइबर प्रबलित पोलिमर कम्पोजिटहरू (CFRP) हल्का तौल र बलियो सामग्री हुन् जुन हामीले हाम्रो दैनिक जीवनमा प्रयोग गर्ने धेरै उत्पादनहरू निर्माण गर्न प्रयोग गरिन्छ।यो फाइबर-प्रबलित कम्पोजिट सामग्रीहरू वर्णन गर्न प्रयोग गरिने शब्द हो जुन मुख्य संरचनात्मक घटकको रूपमा कार्बन फाइबरहरू प्रयोग गर्दछ।

सामग्री तालिका:

1. कार्बन फाइबर प्रबलित बहुलक संरचना
2. कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक को मोल्डिंग विधि
3. कार्बन फाइबर प्रबलित पोलिमर को गुण
4. CFRP का फाइदाहरू
5. CFRP का बेफाइदाहरू
6. कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक प्रयोग

कार्बन फाइबर प्रबलित बहुलक संरचना

कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक एक निश्चित दिशामा कार्बन फाइबर सामग्रीहरू व्यवस्थित गरेर र बन्डेड पोलिमर सामग्रीहरू प्रयोग गरेर बनाइएको सामग्री हो।कार्बन फाइबरको व्यास अत्यन्त पातलो छ, लगभग 7 माइक्रोन, तर यसको बल अत्यन्त उच्च छ।

कार्बन फाइबर प्रबलित कम्पोजिट सामग्रीको सबैभन्दा आधारभूत घटक एकाइ कार्बन फाइबर फिलामेन्ट हो।कार्बन फिलामेन्टको आधारभूत कच्चा पदार्थ प्रीपोलिमर पोलीएक्रिलोनिट्रिल (PAN), रेयान, वा पेट्रोलियम पिच हो।कार्बन फिलामेन्टहरू कार्बन फाइबर पार्ट्सका लागि रासायनिक र मेकानिकल विधिहरूद्वारा कार्बन फाइबर कपडाहरूमा बनाइन्छ।

बाध्यकारी बहुलक सामान्यतया थर्मोसेटिंग राल जस्तै इपोक्सी हो।अन्य थर्मोसेट्स वा थर्मोप्लास्टिक पोलिमरहरू कहिलेकाहीं प्रयोग गरिन्छ, जस्तै पोलिभिनिल एसीटेट वा नायलन।कार्बन फाइबरको अतिरिक्त, कम्पोजिटमा aramid Q, अल्ट्रा-उच्च आणविक वजन पोलिथिलीन, एल्युमिनियम, वा ग्लास फाइबरहरू पनि समावेश हुन सक्छन्।अन्तिम कार्बन फाइबर उत्पादनको गुणहरू पनि बन्धन म्याट्रिक्समा पेश गरिएको additives को प्रकार द्वारा प्रभावित हुन सक्छ।

कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक को मोल्डिंग विधि

कार्बन फाइबर उत्पादनहरू मुख्यतया फरक प्रक्रियाहरूको कारण फरक छन्।त्यहाँ कार्बन फाइबर प्रबलित बहुलक सामग्री गठन गर्न धेरै तरिकाहरू छन्।

1. ह्यान्ड ले-अप विधि

सुक्खा विधि (पूर्व-तयार पसल) र भिजेको विधि (फाइबर कपडा र राल प्रयोग गर्न टाँसिएको) मा विभाजित।ह्यान्ड ले-अपलाई माध्यमिक मोल्डिङ प्रक्रियाहरू जस्तै कम्प्रेसन मोल्डिङमा प्रयोगको लागि प्रिप्रेगहरू तयार गर्न पनि प्रयोग गरिन्छ।यो विधि हो जहाँ कार्बन फाइबर कपडाको पानाहरू अन्तिम उत्पादन बनाउनको लागि मोल्डमा ल्यामिनेट गरिन्छ।नतिजा सामग्रीको बल र कठोरता गुणहरू कपडा फाइबरको पङ्क्तिबद्धता र बुनाई चयन गरेर अनुकूलित गरिन्छ।त्यसपछि मोल्ड इपोक्सीले भरिन्छ र तातो वा हावाले निको हुन्छ।यो उत्पादन विधि प्रायः गैर-तनावयुक्त भागहरू जस्तै इन्जिन कभरहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।

2. भ्याकुम गठन विधि

लेमिनेटेड प्रिप्रेगको लागि, यसलाई मोल्डको नजिक बनाउन र निश्चित तापक्रम र दबाबमा यसलाई निको पार्न र आकार दिन निश्चित प्रक्रिया मार्फत दबाब दिन आवश्यक छ।भ्याकुम ब्याग विधिले भ्याकुम पम्पको प्रयोग गरी बनाइएको झोलाको भित्री भाग खाली गर्नको लागि प्रयोग गर्दछ ताकि झोला र मोल्ड बीचको नकारात्मक दबाबले दबाब बनाउँछ ताकि समग्र सामग्री मोल्डको नजिक हुन्छ।

भ्याकुम ब्याग विधिको आधारमा, भ्याकुम ब्याग-अटोक्लेभ बनाउने विधि पछि व्युत्पन्न भएको थियो।अटोक्लेभहरूले भ्याकुम झोला-मात्र विधिहरू भन्दा उच्च दबाब र गर्मी उपचार प्रदान गर्दछ (प्राकृतिक उपचारको सट्टा)।यस्तो भागमा अधिक कम्प्याक्ट संरचना, राम्रो सतह गुणस्तर, प्रभावकारी रूपमा हावा बुलबुले हटाउन सक्छ (बुलबुले धेरै भागको बललाई असर गर्नेछ), र समग्र गुणस्तर उच्च छ।वास्तवमा, भ्याकुम ब्यागिङको प्रक्रिया मोबाइल फोन फिल्म स्टिकिङको जस्तै छ।हावा बुलबुले हटाउन एक प्रमुख कार्य हो।

3. कम्प्रेसन मोल्डिङ विधि

कम्प्रेसन मोल्डिंगएक मोल्डिंग विधि हो जुन ठूलो उत्पादन र ठूलो उत्पादनको लागि अनुकूल छ।मोल्डहरू सामान्यतया माथिल्लो र तल्लो भागहरूबाट बनेका हुन्छन्, जसलाई हामी पुरुष मोल्ड र महिला मोल्ड भन्छौं।मोल्डिङ प्रक्रिया भनेको मेटल काउन्टर मोल्डमा प्रिप्रेगहरूबाट बनेको चटाई राख्नु हो, र निश्चित तापमान र दबाबको कार्य अन्तर्गत, चटाईलाई मोल्ड गुहामा तताइन्छ र प्लाष्टिकाइज गरिन्छ, दबाबमा बग्छ, र मोल्ड गुहा भर्छ, र त्यसपछि। र उत्पादनहरू प्राप्त गर्न मोल्डिङ र उपचार।यद्यपि, यस विधिको अघिल्लो भन्दा उच्च प्रारम्भिक लागत छ, किनकि मोल्डलाई धेरै उच्च परिशुद्धता सीएनसी मेसिन चाहिन्छ।

4. घुमाउरो मोल्डिङ

जटिल आकार वा क्रान्तिको शरीरको आकारमा भएका भागहरूका लागि, फिलामेन्ट वाइन्डरलाई मन्ड्रेल वा कोरमा फिलामेन्ट घुमाएर भाग बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ।घुमाउरो पूर्ण निको भएपछि र मन्ड्रेल हटाउनुहोस्।उदाहरण को लागी, निलम्बन प्रणाली मा प्रयोग ट्यूबलर संयुक्त हतियार यो विधि प्रयोग गरेर बनाउन सकिन्छ।

5. राल स्थानान्तरण मोल्डिंग

राल स्थानान्तरण मोल्डिंग (RTM) एक अपेक्षाकृत लोकप्रिय मोल्डिंग विधि हो।यसको आधारभूत चरणहरू हुन्:
1. तयार गरिएको खराब कार्बन फाइबर कपडालाई मोल्डमा राख्नुहोस् र मोल्ड बन्द गर्नुहोस्।
2. यसमा तरल थर्मोसेटिंग राल इन्जेक्ट गर्नुहोस्, सुदृढीकरण सामग्री गर्भवती गर्नुहोस्, र उपचार गर्नुहोस्।

कार्बन फाइबर प्रबलित पोलिमर को गुण

(1) उच्च शक्ति र राम्रो लोच।

कार्बन फाइबरको विशिष्ट बल (अर्थात, घनत्वमा तन्य शक्तिको अनुपात) स्टिलको 6 गुणा र एल्युमिनियमको 17 गुणा हुन्छ।विशिष्ट मोड्युलस (अर्थात, यंगको मोड्युलस र घनत्वको अनुपात, जुन वस्तुको लोचको संकेत हो) स्टिल वा एल्युमिनियमको 3 गुणा बढी हुन्छ।

उच्च विशिष्ट शक्ति संग, यो एक ठूलो काम लोड सहन सक्छ।यसको अधिकतम काम दबाव 350 kg/cm2 पुग्न सक्छ।थप रूपमा, यो शुद्ध F-4 र यसको चोटी भन्दा बढी संकुचित र लचिलो छ।

(2) राम्रो थकान प्रतिरोध र लुगा प्रतिरोध।

यसको थकान प्रतिरोध epoxy राल को भन्दा धेरै उच्च छ र धातु सामाग्री को भन्दा उच्च छ।ग्रेफाइट फाइबरहरू स्व-लुब्रिकेटिङ हुन्छन् र घर्षणको सानो गुणांक हुन्छ।पहिरनको मात्रा सामान्य एस्बेस्टोस उत्पादनहरू वा F-4 braids भन्दा 5-10 गुणा सानो छ।

(3) राम्रो थर्मल चालकता र गर्मी प्रतिरोध।

कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिकको राम्रो थर्मल चालकता छ, र घर्षण द्वारा उत्पन्न गर्मी सजिलै संग फैलिन्छ।भित्री भाग धेरै तातो र तातो भण्डारण गर्न सजिलो छैन र गतिशील सील सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।हावामा, यसले -120 ~ 350 डिग्री सेल्सियसको तापमान दायरामा स्थिर रूपमा काम गर्न सक्छ।कार्बन फाइबरमा क्षारीय धातु सामग्रीको कमी संग, सेवा तापमान थप बढ्न सक्छ।एक अक्रिय ग्यासमा, यसको अनुकूलनीय तापमान लगभग 2000 डिग्री सेल्सियस पुग्न सक्छ, र यसले चिसो र गर्मीमा तीव्र परिवर्तनहरू सामना गर्न सक्छ।

(4) राम्रो कम्पन प्रतिरोध।

यो गुंजन वा फडफड गर्न सजिलो छैन, र यो कम्पन घटाउने र आवाज घटाउनको लागि पनि उत्कृष्ट सामग्री हो।

CFRP का फाइदाहरू

1. हल्का वजन

परम्परागत ग्लास फाइबर प्रबलित प्लास्टिकले निरन्तर गिलास फाइबर र 70% गिलास फाइबर (ग्लासको वजन/कुल वजन) प्रयोग गर्दछ र सामान्यतया 0.065 पाउन्ड प्रति घन इन्चको घनत्व हुन्छ।समान 70% फाइबर वजनको साथ एक CFRP कम्पोजिटमा सामान्यतया 0.055 पाउन्ड प्रति घन इन्चको घनत्व हुन्छ।

2. उच्च शक्ति

यद्यपि कार्बन फाइबर प्रबलित पोलिमरहरू हल्का छन्, CFRP कम्पोजिटहरूमा उच्च शक्ति र उच्च कठोरता प्रति एकाइ वजन ग्लास फाइबर कम्पोजिटहरू भन्दा हुन्छ।धातु सामग्री संग तुलना, यो लाभ अधिक स्पष्ट छ।

CFRP का बेफाइदाहरू

1. उच्च लागत

कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिकको उत्पादन लागत निषेधात्मक छ।हालको बजार अवस्था (आपूर्ति र माग), कार्बन फाइबरको प्रकार (एरोस्पेस बनाम व्यावसायिक ग्रेड), र फाइबर बन्डलको आकारको आधारमा कार्बन फाइबरको मूल्य नाटकीय रूपमा भिन्न हुन सक्छ।पाउन्ड-फर-पाउन्ड आधारमा, भर्जिन कार्बन फाइबर ग्लास फाइबर भन्दा 5 देखि 25 गुणा महँगो हुन सक्छ।CFRP सँग इस्पातको तुलना गर्दा यो भिन्नता अझ बढी हुन्छ।
2. चालकता
यो कार्बन फाइबर कम्पोजिट सामाग्री को लाभ र हानि हो।यो आवेदन मा निर्भर गर्दछ।कार्बन फाइबर धेरै प्रवाहकीय छन् र ग्लास फाइबर इन्सुलेट छन्।धेरै उत्पादनहरूले कार्बन फाइबर वा धातुको सट्टा फाइबरग्लास प्रयोग गर्छन् किनभने तिनीहरूलाई कडा इन्सुलेशन चाहिन्छ।उपयोगिताहरूको उत्पादनमा, धेरै उत्पादनहरूलाई गिलास फाइबरको प्रयोग चाहिन्छ।

कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक प्रयोग

कार्बन फाइबर प्रबलित पोलिमरको अनुप्रयोगहरू जीवनमा फराकिलो हुन्छन्, मेकानिकल भागहरूदेखि सैन्य सामग्रीहरूमा।

(१)सील प्याकिंगको रूपमा
कार्बन फाइबर प्रबलित PTFE सामग्री जंग-प्रतिरोधी, पहिरन-प्रतिरोधी, र उच्च-तापमान-प्रतिरोधी सील घण्टी वा प्याकिङमा बनाउन सकिन्छ।स्थिर सीलको लागि प्रयोग गर्दा, सेवा जीवन लामो हुन्छ, सामान्य तेलमा डुबेको एस्बेस्टोस प्याकिङको भन्दा १० गुणा बढी।यसले लोड परिवर्तनहरू र द्रुत शीतलन र द्रुत ताप अन्तर्गत सील प्रदर्शन कायम राख्न सक्छ।र सामग्रीमा संक्षारक पदार्थहरू नभएकोले, धातुमा कुनै पिटिङ् क्षरण हुनेछैन।

(२)पीस भागहरु को रूप मा
यसको स्व-स्नेहन गुणहरू प्रयोग गर्दै, यसलाई विशेष उद्देश्यका लागि बियरिङहरू, गियरहरू, र पिस्टन घण्टीहरूको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।जस्तै उड्डयन उपकरणहरू र टेप रेकर्डरहरूका लागि तेल-रहित लुब्रिकेटेड बियरिङहरू, इलेक्ट्रिक ट्रान्समिशन डिजेल लोकोमोटिभहरूका लागि तेल-रहित लुब्रिकेटेड गियरहरू (तेल चुहावटबाट हुने दुर्घटनाहरूबाट बच्न), कम्प्रेसरहरूमा तेल-रहित लुब्रिकेटेड पिस्टन रिंगहरू, आदि। यसको गैर-विषाक्त विशेषताहरूको फाइदा उठाएर खाना र औषधि उद्योगहरूमा स्लाइडिङ बेरिङ वा सिलहरूको रूपमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

(3) एयरोस्पेस, उड्डयन, र मिसाइलहरूको लागि संरचनात्मक सामग्रीको रूपमा।यो पहिलो पटक विमानको वजन घटाउन र उडान दक्षता सुधार गर्न विमान निर्माणमा प्रयोग गरिएको थियो।यो रासायनिक, पेट्रोलियम, इलेक्ट्रिक पावर, मेसिनरी, र अन्य उद्योगहरूमा रोटरी वा पारस्परिक गतिशील सील वा विभिन्न स्थिर सील सामग्रीको रूपमा पनि प्रयोग गरिन्छ।

Zhengxi एक पेशेवर होचीन मा हाइड्रोलिक प्रेस कारखाना, उच्च गुणस्तर प्रदान गर्दैकम्पोजिट हाइड्रोलिक प्रेसCFRP उत्पादनहरु को गठन को लागी।