CFRP యొక్క అల్టిమేట్ గైడ్: కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్/పాలిమర్

మిశ్రమ పదార్థాల నిరంతర అభివృద్ధితో, గ్లాస్ ఫైబర్-రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్స్తో పాటు, కార్బన్ ఫైబర్-రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్స్, బోరాన్ ఫైబర్-రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్స్ మొదలైనవి కనిపించాయి.కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్ మిశ్రమాలు (CFRP) అనేది మన దైనందిన జీవితంలో ఉపయోగించే అనేక ఉత్పత్తులను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే తేలికైన మరియు బలమైన పదార్థాలు.ఇది కార్బన్ ఫైబర్‌లను ప్రధాన నిర్మాణ అంశంగా ఉపయోగించే ఫైబర్-రీన్‌ఫోర్స్డ్ మిశ్రమ పదార్థాలను వివరించడానికి ఉపయోగించే పదం.

విషయ పట్టిక:

1. కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్ స్ట్రక్చర్
2. కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్ యొక్క మోల్డింగ్ పద్ధతి
3. కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్ యొక్క లక్షణాలు
4. CFRP యొక్క ప్రయోజనాలు
5. CFRP యొక్క ప్రతికూలతలు
6. కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్ ఉపయోగాలు

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్ స్ట్రక్చర్

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్ అనేది ఒక నిర్దిష్ట దిశలో కార్బన్ ఫైబర్ పదార్థాలను అమర్చడం మరియు బంధిత పాలిమర్ పదార్థాలను ఉపయోగించడం ద్వారా ఏర్పడిన పదార్థం.కార్బన్ ఫైబర్ యొక్క వ్యాసం చాలా సన్నగా ఉంటుంది, సుమారు 7 మైక్రాన్లు, కానీ దాని బలం చాలా ఎక్కువ.

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంపోజిట్ మెటీరియల్ యొక్క అత్యంత ప్రాథమిక భాగం కార్బన్ ఫైబర్ ఫిలమెంట్.కార్బన్ ఫిలమెంట్ యొక్క ప్రాథమిక ముడి పదార్థం ప్రీపాలిమర్ పాలియాక్రిలోనిట్రైల్ (PAN), రేయాన్ లేదా పెట్రోలియం పిచ్.కార్బన్ ఫైబర్ భాగాల కోసం రసాయన మరియు యాంత్రిక పద్ధతుల ద్వారా కార్బన్ ఫైబర్ ఫ్యాబ్రిక్స్‌గా కార్బన్ తంతువులు తయారు చేయబడతాయి.

బైండింగ్ పాలిమర్ సాధారణంగా ఎపోక్సీ వంటి థర్మోసెట్టింగ్ రెసిన్.పాలీ వినైల్ అసిటేట్ లేదా నైలాన్ వంటి ఇతర థర్మోసెట్‌లు లేదా థర్మోప్లాస్టిక్ పాలిమర్‌లు కొన్నిసార్లు ఉపయోగించబడతాయి.కార్బన్ ఫైబర్‌లతో పాటు, మిశ్రమాలు అరామిడ్ Q, అల్ట్రా-హై మాలిక్యులర్ వెయిట్ పాలిథిలిన్, అల్యూమినియం లేదా గ్లాస్ ఫైబర్‌లను కూడా కలిగి ఉంటాయి.చివరి కార్బన్ ఫైబర్ ఉత్పత్తి యొక్క లక్షణాలు బంధన మాతృకలో ప్రవేశపెట్టిన సంకలనాల రకం ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతాయి.

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్ యొక్క అచ్చు పద్ధతి

వివిధ ప్రక్రియల కారణంగా కార్బన్ ఫైబర్ ఉత్పత్తులు ప్రధానంగా విభిన్నంగా ఉంటాయి.కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్ పదార్థాలను రూపొందించడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి.

1. హ్యాండ్ లే-అప్ పద్ధతి

పొడి పద్ధతి (ముందుగా తయారుచేసిన దుకాణం) మరియు తడి పద్ధతి (ఫైబర్ ఫాబ్రిక్ మరియు రెసిన్ ఉపయోగించడానికి అతుక్కొని) విభజించబడింది.కంప్రెషన్ మోల్డింగ్ వంటి సెకండరీ మోల్డింగ్ ప్రక్రియలలో ఉపయోగం కోసం ప్రిప్రెగ్‌లను సిద్ధం చేయడానికి హ్యాండ్ లే-అప్ కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.ఈ పద్ధతిలో కార్బన్ ఫైబర్ వస్త్రం యొక్క షీట్లను ఒక అచ్చుపై లామినేట్ చేసి తుది ఉత్పత్తిని ఏర్పరుస్తుంది.ఫాబ్రిక్ ఫైబర్స్ యొక్క అమరిక మరియు నేత పద్ధతిని ఎంచుకోవడం ద్వారా ఫలిత పదార్థం యొక్క బలం మరియు దృఢత్వం లక్షణాలు ఆప్టిమైజ్ చేయబడతాయి.అప్పుడు అచ్చు ఎపోక్సీతో నిండి ఉంటుంది మరియు వేడి లేదా గాలితో నయమవుతుంది.ఇంజిన్ కవర్లు వంటి ఒత్తిడి లేని భాగాలకు ఈ తయారీ పద్ధతి తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది.

2. వాక్యూమ్ ఫార్మింగ్ మెథడ్

లామినేటెడ్ ప్రిప్రెగ్ కోసం, అచ్చుకు దగ్గరగా ఉండేలా చేయడానికి మరియు నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం కింద దానిని నయం చేయడానికి మరియు ఆకృతి చేయడానికి ఒక నిర్దిష్ట ప్రక్రియ ద్వారా ఒత్తిడిని వర్తింపజేయడం అవసరం.వాక్యూమ్ బ్యాగ్ పద్ధతిలో ఏర్పడే బ్యాగ్ లోపలి భాగాన్ని ఖాళీ చేయడానికి వాక్యూమ్ పంపును ఉపయోగిస్తుంది, తద్వారా బ్యాగ్ మరియు అచ్చు మధ్య ప్రతికూల పీడనం ఒత్తిడిని ఏర్పరుస్తుంది, తద్వారా మిశ్రమ పదార్థం అచ్చుకు దగ్గరగా ఉంటుంది.

వాక్యూమ్ బ్యాగ్ పద్ధతి ఆధారంగా, వాక్యూమ్ బ్యాగ్-ఆటోక్లేవ్ ఫార్మింగ్ పద్ధతి తరువాత ఉద్భవించింది.ఆటోక్లేవ్‌లు అధిక ఒత్తిడిని అందిస్తాయి మరియు వాక్యూమ్ బ్యాగ్-ఓన్లీ పద్ధతుల కంటే భాగాన్ని (సహజమైన క్యూరింగ్‌కు బదులుగా) వేడిని నయం చేస్తాయి.అటువంటి భాగం మరింత కాంపాక్ట్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, మెరుగైన ఉపరితల నాణ్యత, గాలి బుడగలను సమర్థవంతంగా తొలగించగలదు (బుడగలు భాగం యొక్క బలాన్ని బాగా ప్రభావితం చేస్తాయి), మరియు మొత్తం నాణ్యత ఎక్కువగా ఉంటుంది.నిజానికి, వాక్యూమ్ బ్యాగింగ్ ప్రక్రియ మొబైల్ ఫోన్ ఫిల్మ్ స్టిక్కింగ్ లాగానే ఉంటుంది.గాలి బుడగలు తొలగించడం ఒక ప్రధాన పని.

3. కంప్రెషన్ మోల్డింగ్ పద్ధతి

కంప్రెషన్ మౌల్డింగ్సామూహిక ఉత్పత్తి మరియు భారీ ఉత్పత్తికి అనుకూలమైన అచ్చు పద్ధతి.అచ్చులు సాధారణంగా ఎగువ మరియు దిగువ భాగాలతో తయారు చేయబడతాయి, వీటిని మనం మగ అచ్చు మరియు ఆడ అచ్చు అని పిలుస్తాము.అచ్చు ప్రక్రియ అనేది మెటల్ కౌంటర్ అచ్చులో ప్రిప్రెగ్స్‌తో తయారు చేయబడిన చాపను ఉంచడం, మరియు నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం యొక్క చర్యలో, మత్ వేడి చేయబడి, అచ్చు కుహరంలో ప్లాస్టిసైజ్ చేయబడుతుంది, ఒత్తిడిలో ప్రవహిస్తుంది మరియు అచ్చు కుహరాన్ని నింపుతుంది, ఆపై మరియు ఉత్పత్తులను పొందేందుకు మౌల్డింగ్ మరియు క్యూరింగ్.అయినప్పటికీ, ఈ పద్ధతి మునుపటి వాటి కంటే అధిక ప్రారంభ ధరను కలిగి ఉంది, ఎందుకంటే అచ్చుకు చాలా అధిక-ఖచ్చితమైన CNC మ్యాచింగ్ అవసరం.

4. వైండింగ్ మోల్డింగ్

సంక్లిష్ట ఆకారాలు లేదా విప్లవం యొక్క శరీరం ఆకారంలో ఉన్న భాగాల కోసం, ఫిలమెంట్ వైండర్‌ను మాండ్రెల్ లేదా కోర్‌పై ఫిలమెంట్‌ను మూసివేసి భాగాన్ని తయారు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.వైండింగ్ పూర్తి నివారణ మరియు మాండ్రెల్ తొలగించిన తర్వాత.ఉదాహరణకు, సస్పెన్షన్ సిస్టమ్‌లలో ఉపయోగించే గొట్టపు ఉమ్మడి ఆయుధాలను ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించి తయారు చేయవచ్చు.

5. రెసిన్ ట్రాన్స్ఫర్ మోల్డింగ్

రెసిన్ బదిలీ మౌల్డింగ్ (RTM) అనేది సాపేక్షంగా ప్రజాదరణ పొందిన అచ్చు పద్ధతి.దీని ప్రాథమిక దశలు:
1. తయారు చేసిన చెడ్డ కార్బన్ ఫైబర్ ఫ్యాబ్రిక్‌ను అచ్చులో ఉంచండి మరియు అచ్చును మూసివేయండి.
2. దానిలోకి లిక్విడ్ థర్మోసెట్టింగ్ రెసిన్‌ను ఇంజెక్ట్ చేయండి, ఉపబల పదార్థాన్ని కలిపి, నయం చేయండి.

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్ యొక్క లక్షణాలు

(1) అధిక బలం మరియు మంచి స్థితిస్థాపకత.

కార్బన్ ఫైబర్ యొక్క నిర్దిష్ట బలం (అంటే, తన్యత బలం సాంద్రతకు నిష్పత్తి) ఉక్కు కంటే 6 రెట్లు మరియు అల్యూమినియం కంటే 17 రెట్లు.నిర్దిష్ట మాడ్యులస్ (అనగా, యంగ్ యొక్క మాడ్యులస్ సాంద్రతకు నిష్పత్తి, ఇది ఒక వస్తువు యొక్క స్థితిస్థాపకతకు సంకేతం) ఉక్కు లేదా అల్యూమినియం కంటే 3 రెట్లు ఎక్కువ.

అధిక నిర్దిష్ట బలంతో, ఇది పెద్ద పని భారాన్ని భరించగలదు.దీని గరిష్ట పని ఒత్తిడి 350 kg / cm2 కి చేరుకుంటుంది.అదనంగా, ఇది స్వచ్ఛమైన F-4 మరియు దాని braid కంటే మరింత సంపీడనం మరియు స్థితిస్థాపకంగా ఉంటుంది.

(2) మంచి అలసట నిరోధకత మరియు దుస్తులు నిరోధకత.

దీని అలసట నిరోధకత ఎపోక్సీ రెసిన్ కంటే చాలా ఎక్కువ మరియు లోహ పదార్థాల కంటే ఎక్కువ.గ్రాఫైట్ ఫైబర్స్ స్వీయ కందెన మరియు ఘర్షణ యొక్క చిన్న గుణకం కలిగి ఉంటాయి.సాధారణ ఆస్బెస్టాస్ ఉత్పత్తులు లేదా F-4 braids కంటే దుస్తులు మొత్తం 5-10 రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది.

(3) మంచి ఉష్ణ వాహకత మరియు ఉష్ణ నిరోధకత.

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్‌లు మంచి ఉష్ణ వాహకతను కలిగి ఉంటాయి మరియు రాపిడి ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వేడి సులభంగా వెదజల్లుతుంది.లోపలి భాగం వేడెక్కడం మరియు వేడిని నిల్వ చేయడం సులభం కాదు మరియు డైనమిక్ సీలింగ్ పదార్థంగా ఉపయోగించవచ్చు.గాలిలో, ఇది -120 ~ 350 ° C ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో స్థిరంగా పని చేస్తుంది.కార్బన్ ఫైబర్‌లో ఆల్కలీ మెటల్ కంటెంట్ తగ్గింపుతో, సేవ ఉష్ణోగ్రత మరింత పెరగవచ్చు.జడ వాయువులో, దాని అనుకూల ఉష్ణోగ్రత సుమారు 2000 ° C చేరుకుంటుంది మరియు ఇది చలి మరియు వేడిలో పదునైన మార్పులను తట్టుకోగలదు.

(4) మంచి కంపన నిరోధకత.

ఇది ప్రతిధ్వనించడం లేదా అల్లాడడం సులభం కాదు మరియు కంపన తగ్గింపు మరియు శబ్దం తగ్గింపు కోసం ఇది ఒక అద్భుతమైన పదార్థం.

CFRP యొక్క ప్రయోజనాలు

1. తక్కువ బరువు

సాంప్రదాయ గ్లాస్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్‌లు నిరంతర గ్లాస్ ఫైబర్‌లను మరియు 70% గ్లాస్ ఫైబర్‌లను ఉపయోగిస్తాయి (గ్లాస్ బరువు/మొత్తం బరువు) మరియు సాధారణంగా ఒక క్యూబిక్ అంగుళానికి 0.065 పౌండ్ల సాంద్రత ఉంటుంది.అదే 70% ఫైబర్ బరువు కలిగిన CFRP మిశ్రమం సాధారణంగా క్యూబిక్ అంగుళానికి 0.055 పౌండ్ల సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది.

2. అధిక బలం

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ పాలిమర్‌లు తేలికైనవి అయినప్పటికీ, గ్లాస్ ఫైబర్ మిశ్రమాల కంటే CFRP కాంపోజిట్‌లు యూనిట్ బరువుకు అధిక బలం మరియు అధిక దృఢత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి.మెటల్ పదార్థాలతో పోలిస్తే, ఈ ప్రయోజనం మరింత స్పష్టంగా ఉంటుంది.

CFRP యొక్క ప్రతికూలతలు

1. అధిక ధర

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్ ఉత్పత్తి ఖర్చు చాలా ఎక్కువ.ప్రస్తుత మార్కెట్ పరిస్థితులు (సరఫరా మరియు డిమాండ్), కార్బన్ ఫైబర్ రకం (ఏరోస్పేస్ వర్సెస్ కమర్షియల్ గ్రేడ్) మరియు ఫైబర్ బండిల్ పరిమాణంపై ఆధారపడి కార్బన్ ఫైబర్ ధరలు నాటకీయంగా మారవచ్చు.పౌండ్-ఫర్-పౌండ్ ఆధారంగా, వర్జిన్ కార్బన్ ఫైబర్ గ్లాస్ ఫైబర్ కంటే 5 నుండి 25 రెట్లు ఎక్కువ ఖరీదైనది.ఉక్కును CFRPతో పోల్చినప్పుడు ఈ వ్యత్యాసం మరింత ఎక్కువగా ఉంటుంది.
2. వాహకత
ఇది కార్బన్ ఫైబర్ మిశ్రమ పదార్థాల ప్రయోజనం మరియు ప్రతికూలత.ఇది అప్లికేషన్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.కార్బన్ ఫైబర్‌లు చాలా వాహకత కలిగి ఉంటాయి మరియు గాజు ఫైబర్‌లు ఇన్సులేటింగ్‌గా ఉంటాయి.చాలా ఉత్పత్తులు కార్బన్ ఫైబర్ లేదా మెటల్‌కు బదులుగా ఫైబర్గ్లాస్‌ను ఉపయోగిస్తాయి ఎందుకంటే వాటికి కఠినమైన ఇన్సులేషన్ అవసరం.యుటిలిటీల ఉత్పత్తిలో, అనేక ఉత్పత్తులకు గ్లాస్ ఫైబర్స్ ఉపయోగించడం అవసరం.

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ ప్లాస్టిక్ ఉపయోగాలు

కార్బన్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్ యొక్క అప్లికేషన్లు మెకానికల్ భాగాల నుండి సైనిక పదార్థాల వరకు జీవితంలో విస్తృతంగా ఉన్నాయి.

(1)సీలింగ్ ప్యాకింగ్ గా
కార్బన్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ PTFE మెటీరియల్ తుప్పు-నిరోధకత, దుస్తులు-నిరోధకత మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత-నిరోధక సీలింగ్ రింగ్‌లు లేదా ప్యాకింగ్‌గా తయారు చేయబడుతుంది.స్టాటిక్ సీలింగ్ కోసం ఉపయోగించినప్పుడు, సేవ జీవితం ఎక్కువ, సాధారణ చమురు-మునిగిన ఆస్బెస్టాస్ ప్యాకింగ్ కంటే 10 రెట్లు ఎక్కువ.ఇది లోడ్ మార్పులు మరియు వేగవంతమైన శీతలీకరణ మరియు వేగవంతమైన వేడి కింద సీలింగ్ పనితీరును నిర్వహించగలదు.మరియు పదార్థం తినివేయు పదార్ధాలను కలిగి లేనందున, లోహంపై ఎటువంటి తుప్పు ఏర్పడదు.

(2)గ్రౌండింగ్ భాగాలుగా
దాని స్వీయ-కందెన లక్షణాలను ఉపయోగించి, ఇది ప్రత్యేక ప్రయోజనాల కోసం బేరింగ్లు, గేర్లు మరియు పిస్టన్ రింగులుగా ఉపయోగించవచ్చు.విమానయాన సాధనాలు మరియు టేప్ రికార్డర్‌ల కోసం ఆయిల్-ఫ్రీ లూబ్రికేటెడ్ బేరింగ్‌లు, ఎలక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌మిషన్ డీజిల్ లోకోమోటివ్‌ల కోసం ఆయిల్-ఫ్రీ లూబ్రికేటెడ్ గేర్లు (ఆయిల్ లీకేజీ వల్ల కలిగే ప్రమాదాలను నివారించడానికి), కంప్రెషర్‌లపై చమురు రహిత లూబ్రికేటెడ్ పిస్టన్ రింగ్‌లు మొదలైనవి అదనంగా, ఇది చేయవచ్చు. ఆహార మరియు ఔషధ పరిశ్రమలలో విషరహిత లక్షణాల ప్రయోజనాన్ని పొందడం ద్వారా స్లైడింగ్ బేరింగ్‌లు లేదా సీల్స్‌గా కూడా ఉపయోగిస్తారు.

(3) ఏరోస్పేస్, ఏవియేషన్ మరియు క్షిపణుల కోసం నిర్మాణ సామగ్రిగా.విమానం యొక్క బరువును తగ్గించడానికి మరియు విమాన సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఇది మొదటగా విమానాల తయారీలో ఉపయోగించబడింది.ఇది రసాయన, పెట్రోలియం, విద్యుత్ శక్తి, యంత్రాలు మరియు ఇతర పరిశ్రమలలో రోటరీ లేదా రెసిప్రొకేటింగ్ డైనమిక్ సీల్ లేదా వివిధ స్టాటిక్ సీల్ మెటీరియల్‌లలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.

Zhengxi ఒక ప్రొఫెషనల్చైనాలోని హైడ్రాలిక్ ప్రెస్ ఫ్యాక్టరీ, అధిక నాణ్యతను అందిస్తుందిమిశ్రమ హైడ్రాలిక్ ప్రెస్CFRP ఉత్పత్తులను రూపొందించడానికి.