Sa patuloy na pag-unlad ng mga pinagsama-samang materyales, bilang karagdagan sa mga plastik na pinatibay ng hibla ng hibla, plastik na pinatibay ng carbon fiber, lumitaw ang mga plastik na hibla ng hibla, atbp. Ang Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites (CFRP) ay magaan at malakas na mga materyales na ginagamit upang gumawa ng maraming mga produkto na ginagamit natin sa ating pang -araw -araw na buhay. Ito ay isang term na ginamit upang ilarawan ang mga pinagsama-samang mga composite na materyales na gumagamit ng mga carbon fibers bilang pangunahing sangkap na istruktura.
Talahanayan ng Nilalaman:
1. Carbon Fiber Reinforced Polymer Structure
2. Ang paraan ng paghubog ng carbon fiber na pinatibay na plastik
3. Mga Katangian ng Carbon Fiber Reinforced Polymer
4. Mga kalamangan ng CFRP
5. Mga Kakulangan ng CFRP
6. Carbon Fiber Reinforced Plastic Gamit
Ang carbon fiber reinforced polymer istraktura
Ang carbon fiber reinforced plastic ay isang materyal na nabuo sa pamamagitan ng pag -aayos ng mga materyales ng hibla ng carbon sa isang tiyak na direksyon at gamit ang mga naka -bonding na materyales na polimer. Ang diameter ng carbon fiber ay sobrang manipis, tungkol sa 7 microns, ngunit ang lakas nito ay napakataas.
Ang pinaka -pangunahing yunit ng nasasakupan ng carbon fiber reinforced composite material ay carbon fiber filament. Ang pangunahing hilaw na materyal ng carbon filament ay prepolymer polyacrylonitrile (PAN), rayon, o petrolyo pitch. Ang mga filament ng carbon ay pagkatapos ay ginawa sa mga tela ng carbon fiber sa pamamagitan ng kemikal at mekanikal na pamamaraan para sa mga bahagi ng carbon fiber.
Ang nagbubuklod na polimer ay karaniwang isang thermosetting resin tulad ng epoxy. Ang iba pang mga thermosets o thermoplastic polymers ay minsan ginagamit, tulad ng polyvinyl acetate o naylon. Bilang karagdagan sa mga hibla ng carbon, ang mga composite ay maaari ring maglaman ng aramid q, ultra-high molekular na timbang polyethylene, aluminyo, o mga fibers ng salamin. Ang mga pag -aari ng panghuling produkto ng carbon fiber ay maaari ring maapektuhan ng uri ng mga additives na ipinakilala sa bonding matrix.
Ang paraan ng paghuhulma ng carbon fiber na pinatibay na plastik
Ang mga produktong carbon fiber ay pangunahing naiiba dahil sa iba't ibang mga proseso. Maraming mga pamamaraan para sa pagbuo ng carbon fiber reinforced polymer materials.
1. Paraan ng lay-up ng kamay
Nahahati sa tuyong pamamaraan (pre-handa na shop) at basa na pamamaraan (tela ng hibla at dagta na nakadikit upang magamit). Ginagamit din ang hand lay-up upang maghanda ng mga prepregs para magamit sa pangalawang proseso ng paghubog tulad ng paghuhulma ng compression. Ang pamamaraang ito ay kung saan ang mga sheet ng tela ng carbon fiber ay nakalamina sa isang amag upang mabuo ang pangwakas na produkto. Ang mga katangian ng lakas at higpit ng nagresultang materyal ay na -optimize sa pamamagitan ng pagpili ng pagkakahanay at paghabi ng mga hibla ng tela. Ang amag ay pagkatapos ay napuno ng epoxy at gumaling sa init o hangin. Ang pamamaraan ng pagmamanupaktura na ito ay madalas na ginagamit para sa mga hindi stress na bahagi, tulad ng mga takip ng engine.
2. Paraan ng Pagbubuo ng Vacuum
Para sa nakalamina na prepreg, kinakailangan na mag -aplay ng presyon sa pamamagitan ng isang tiyak na proseso upang gawin itong malapit sa amag at pagalingin at hubugin ito sa ilalim ng isang tiyak na temperatura at presyon. Ang pamamaraan ng vacuum bag ay gumagamit ng isang vacuum pump upang ilikas ang loob ng bumubuo ng bag upang ang negatibong presyon sa pagitan ng bag at ang amag ay bumubuo ng isang presyon upang ang composite material ay malapit sa amag.
Sa batayan ng paraan ng vacuum bag, ang paraan ng pagbubuo ng vacuum bag-autoclave ay nagmula sa ibang pagkakataon. Ang mga autoclaves ay nagbibigay ng mas mataas na presyur at pag-init ng init ang bahagi (sa halip na natural na paggamot) kaysa sa mga pamamaraan ng vacuum bag-only. Ang nasabing bahagi ay may isang mas compact na istraktura, mas mahusay na kalidad ng ibabaw, ay maaaring epektibong matanggal ang mga bula ng hangin (ang mga bula ay lubos na makakaapekto sa lakas ng bahagi), at ang pangkalahatang kalidad ay mas mataas. Sa katunayan, ang proseso ng vacuum bagging ay katulad ng sa mobile phone film na nakadikit. Ang pagtanggal ng mga bula ng hangin ay isang pangunahing gawain.
3. Paraan ng Paghuhulma ng Compression
Paghuhubog ng compressionay isang paraan ng paghuhulma na naaayon sa paggawa ng masa at paggawa ng masa. Ang mga hulma ay karaniwang gawa sa itaas at mas mababang mga bahagi, na tinatawag nating lalaki na magkaroon ng amag at isang babaeng amag. Ang proseso ng paghuhulma ay upang ilagay ang banig na gawa sa prepregs sa metal counter amag, at sa ilalim ng pagkilos ng ilang temperatura at presyon, ang banig ay pinainit at plastik sa lukab ng amag, dumadaloy sa ilalim ng presyon, at pinupuno ang lukab ng amag, at pagkatapos at paghubog at paggamot upang makakuha ng mga produkto. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay may mas mataas na paunang gastos kaysa sa mga nauna, dahil ang amag ay nangangailangan ng napakataas na katumpakan na CNC machining.
4. Paikot -ikot na paghuhulma
Para sa mga bahagi na may kumplikadong mga hugis o sa hugis ng isang katawan ng rebolusyon, ang isang filament winder ay maaaring magamit upang gawin ang bahagi sa pamamagitan ng paikot -ikot na filament sa isang mandrel o core. Matapos ang paikot -ikot ay kumpletong pagalingin at alisin ang mandrel. Halimbawa, ang mga tubular joint arm na ginamit sa mga sistema ng suspensyon ay maaaring gawin gamit ang pamamaraang ito.
5. Paghuhubog ng Resin Transfer
Ang Resin Transfer Molding (RTM) ay isang medyo tanyag na pamamaraan ng paghuhulma. Ang mga pangunahing hakbang nito ay:
1. Ilagay ang inihanda na masamang tela ng carbon fiber sa amag at isara ang amag.
2. I -iniksyon ang likidong thermosetting dagta sa loob nito, ipabuti ang pampalakas na materyal, at pagalingin.
Mga katangian ng carbon fiber reinforced polymer
(1) Mataas na lakas at mabuting pagkalastiko.
Ang tiyak na lakas (iyon ay, ang ratio ng makunat na lakas sa density) ng carbon fiber ay 6 na beses na ng bakal at 17 beses na ng aluminyo. Ang tiyak na modulus (iyon ay, ang ratio ng modulus ng Young sa density, na isang tanda ng pagkalastiko ng isang bagay) ay higit sa 3 beses na ng bakal o aluminyo.
Sa mataas na tiyak na lakas, maaari itong magdala ng isang malaking pag -load ng nagtatrabaho. Ang maximum na presyon ng pagtatrabaho ay maaaring umabot sa 350 kg/cm2. Bilang karagdagan, ito ay mas compress at nababanat kaysa sa purong F-4 at ang tirintas nito.
(2) Magandang pagtutol sa pagkapagod at paglaban sa pagsusuot.
Ang pagkapagod nito ay mas mataas kaysa sa epoxy resin at mas mataas kaysa sa mga materyales na metal. Ang mga grapayt na hibla ay self-lubricating at may isang maliit na koepisyent ng alitan. Ang halaga ng pagsusuot ay 5-10 beses na mas maliit kaysa sa pangkalahatang mga produktong asbestos o F-4 na mga braids.
(3) Magandang thermal conductivity at paglaban ng init.
Ang carbon fiber reinforced plastik ay may mahusay na thermal conductivity, at ang init na nabuo ng alitan ay madaling mawala. Ang interior ay hindi madaling overheat at mag -imbak ng init at maaaring magamit bilang isang dynamic na materyal na sealing. Sa hangin, maaari itong gumana nang matatag sa saklaw ng temperatura ng -120 ~ 350 ° C. Sa pagbawas ng nilalaman ng alkali metal sa carbon fiber, ang temperatura ng serbisyo ay maaaring tumaas pa. Sa isang inert gas, ang adaptable na temperatura nito ay maaaring umabot ng halos 2000 ° C, at maaari itong makatiis ng matalim na pagbabago sa malamig at init.
(4) Magandang paglaban sa panginginig ng boses.
Hindi madaling maging resonate o flutter, at ito rin ay isang mahusay na materyal para sa pagbawas ng panginginig ng boses at pagbawas ng ingay.
Mga kalamangan ng CFRP
1. Banayad na timbang
Ang tradisyunal na glass fiber reinforced plastik ay gumagamit ng tuluy -tuloy na mga hibla ng salamin at 70% na mga hibla ng salamin (timbang ng salamin/kabuuang timbang) at karaniwang may density ng 0.065 pounds bawat cubic inch. Ang isang composite ng CFRP na may parehong 70% na timbang ng hibla ay karaniwang may density na 0.055 pounds bawat cubic inch.
2. Mataas na lakas
Bagaman ang mga carbon fiber reinforced polymers ay magaan, ang mga composite ng CFRP ay may mas mataas na lakas at mas mataas na higpit sa bawat yunit ng timbang kaysa sa mga composite ng hibla ng salamin. Kung ikukumpara sa mga metal na materyales, ang kalamangan na ito ay mas malinaw.
Mga Kakulangan ng CFRP
1. Mataas na gastos
Ang gastos ng produksiyon ng carbon fiber reinforced plastic ay ipinagbabawal. Ang mga presyo ng carbon fiber ay maaaring magkakaiba -iba depende sa kasalukuyang mga kondisyon ng merkado (supply at demand), ang uri ng carbon fiber (aerospace kumpara sa komersyal na grado), at ang laki ng hibla ng hibla. Sa isang pound-for-pound na batayan, ang virgin carbon fiber ay maaaring 5 hanggang 25 beses na mas mahal kaysa sa glass fiber. Ang pagkakaiba na ito ay mas malaki kapag paghahambing ng bakal sa CFRP.
2. Pag -uugali
Ito ang kalamangan at kawalan ng mga materyales na composite ng carbon fiber. Ito ay nakasalalay sa application. Ang mga fibers ng carbon ay labis na kondaktibo at ang mga hibla ng salamin ay insulating. Maraming mga produkto ang gumagamit ng fiberglass sa halip na carbon fiber o metal dahil nangangailangan sila ng mahigpit na pagkakabukod. Sa paggawa ng mga utility, maraming mga produkto ang nangangailangan ng paggamit ng mga fibers ng salamin.
Carbon fiber reinforced plastic gamit
Ang mga aplikasyon ng carbon fiber reinforced polymer ay malawak sa buhay, mula sa mga mekanikal na bahagi hanggang sa mga materyales sa militar.
(1)bilang sealing packing
Ang carbon fiber reinforced PTFE material ay maaaring gawin sa corrosion-resistant, wear-resistant, at high-temperatura-resistant sealing singsing o pag-iimpake. Kapag ginamit para sa static sealing, ang buhay ng serbisyo ay mas mahaba, higit sa 10 beses na mas mahaba kaysa sa pangkalahatang pag-iimpake ng asbestos ng langis. Maaari itong mapanatili ang pagganap ng sealing sa ilalim ng mga pagbabago sa pag -load at mabilis na paglamig at mabilis na pag -init. At dahil ang materyal ay hindi naglalaman ng mga kinakaing unti -unting sangkap, walang kaagnasan na kaagnasan na magaganap sa metal.
(2)bilang paggiling bahagi
Gamit ang mga katangian ng self-lubricating nito, maaari itong magamit bilang mga bearings, gears, at piston singsing para sa mga espesyal na layunin. Tulad ng mga langis na walang langis na lubricated para sa mga instrumento ng aviation at mga recorder ng tape, mga gears na walang langis na langis para sa mga electric transmission diesel lokomotibo (upang maiwasan ang mga aksidente na sanhi ng pagtagas ng langis), ang langis na walang langis na lubricated piston singsing sa mga compressor, atbp.
(3) Bilang mga istrukturang materyales para sa aerospace, aviation, at mga missile. Una itong ginamit sa pagmamanupaktura ng sasakyang panghimpapawid upang mabawasan ang bigat ng sasakyang panghimpapawid at pagbutihin ang kahusayan sa paglipad. Ginagamit din ito sa kemikal, petrolyo, electric power, makinarya, at iba pang mga industriya bilang isang rotary o reciprocating dynamic seal o iba't ibang mga static seal na materyales.
Ang Zhengxi ay isang propesyonalHydraulic Press Factory sa China, pagbibigay ng high-quliatyComposite Hydraulic PressPara sa pagbuo ng mga produktong CFRP.
Oras ng Mag-post: Mayo-25-2023
