Kompozit malzemelerin sürekli gelişmesiyle birlikte cam elyaf takviyeli plastiklerin yanı sıra karbon elyaf takviyeli plastikler, bor elyaf takviyeli plastikler vb. ortaya çıkmıştır.Karbon fiber takviyeli polimer kompozitler (CFRP), günlük hayatımızda kullandığımız birçok ürünün imalatında kullanılan hafif ve güçlü malzemelerdir.Ana yapısal bileşen olarak karbon fiberleri kullanan, fiberle güçlendirilmiş kompozit malzemeleri tanımlamak için kullanılan bir terimdir.
İçerik tablosu:
1. Karbon Fiber Takviyeli Polimer Yapısı
2. Karbon Fiber Takviyeli Plastiğin Kalıplama Yöntemi
3. Karbon Elyaf Takviyeli Polimerin Özellikleri
4. CFRP'nin Avantajları
5. CFRP'nin Dezavantajları
6. Karbon Fiber Takviyeli Plastik Kullanım Alanları
Karbon Elyaf Takviyeli Polimer Yapı
Karbon fiber takviyeli plastik, karbon fiber malzemelerin belirli bir yönde düzenlenmesi ve yapıştırılmış polimer malzemelerin kullanılmasıyla oluşturulan bir malzemedir.Karbon fiberin çapı son derece incedir, yaklaşık 7 mikron, ancak mukavemeti son derece yüksektir.
Karbon fiber takviyeli kompozit malzemenin en temel bileşeni karbon fiber filamandır.Karbon filamanın temel hammaddesi prepolimer poliakrilonitril (PAN), suni ipek veya petrol ziftidir.Karbon filamentler daha sonra karbon fiber parçalar için kimyasal ve mekanik yöntemlerle karbon fiber kumaşlara dönüştürülür.
Bağlayıcı polimer genellikle epoksi gibi ısıyla sertleşen bir reçinedir.Bazen polivinil asetat veya naylon gibi diğer termosetler veya termoplastik polimerler de kullanılır.Kompozitler, karbon fiberlerin yanı sıra aramid Q, ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen, alüminyum veya cam fiberler de içerebilir.Nihai karbon fiber ürününün özellikleri aynı zamanda bağlama matrisine eklenen katkı maddelerinin türünden de etkilenebilir.
Karbon Fiber Takviyeli Plastiğin Kalıplama Yöntemi
Karbon fiber ürünler, farklı işlemlerden dolayı esas olarak farklıdır.Karbon fiber takviyeli polimer malzemeler oluşturmak için birçok yöntem vardır.
1. El Yatırma Yöntemi
Kuru yönteme (önceden hazırlanmış atölye) ve ıslak yönteme (elyaf kumaş ve reçinenin yapıştırılarak kullanılması) ayrılmıştır.Elle yatırma aynı zamanda sıkıştırmalı kalıplama gibi ikincil kalıplama işlemlerinde kullanılmak üzere prepreglerin hazırlanmasında da kullanılır.Bu yöntem, nihai ürünü oluşturmak için karbon fiber kumaş tabakalarının bir kalıp üzerine lamine edildiği yöntemdir.Ortaya çıkan malzemenin mukavemet ve sertlik özellikleri, kumaş elyaflarının hizalanması ve örgüsü seçilerek optimize edilir.Kalıp daha sonra epoksi ile doldurulur ve ısı veya hava ile sertleştirilir.Bu üretim yöntemi genellikle motor kapakları gibi gerilimsiz parçalar için kullanılır.
2. Vakum Şekillendirme Yöntemi
Lamine prepreg için, kalıba yakın hale getirmek için belirli bir işlemden geçerek basınç uygulanması ve belirli bir sıcaklık ve basınç altında kürlenmesi ve şekillendirilmesi gerekir.Vakum torbası yöntemi, torba ile kalıp arasındaki negatif basıncın kompozit malzemenin kalıba yakın olmasını sağlayacak şekilde bir basınç oluşturacağı şekilde şekillendirme torbasının içini boşaltmak için bir vakum pompası kullanır.
Vakum torbası yöntemine dayanarak, vakum torbası otoklav oluşturma yöntemi daha sonra türetilmiştir.Otoklavlar, yalnızca vakum torbalı yöntemlere göre daha yüksek basınçlar sağlar ve parçayı (doğal kürleme yerine) ısıyla kürler.Böyle bir parça daha kompakt bir yapıya sahiptir, daha iyi yüzey kalitesine sahiptir, hava kabarcıklarını etkili bir şekilde ortadan kaldırabilir (kabarcıklar parçanın gücünü büyük ölçüde etkiler) ve genel kalite daha yüksektir.Aslında vakumlu torbalama işlemi cep telefonu filmi yapıştırma işlemine benzer.Hava kabarcıklarını ortadan kaldırmak önemli bir iştir.
3. Sıkıştırma Kalıplama Yöntemi
Sıkıştırma kalıplamaseri üretime ve seri üretime elverişli bir kalıplama yöntemidir.Kalıplar genellikle erkek kalıp ve dişi kalıp dediğimiz üst ve alt parçalardan oluşur.Kalıplama işlemi, önceden emprenye edilmiş matın metal karşı kalıba yerleştirilmesi ve belirli sıcaklık ve basınç etkisi altında matın kalıp boşluğunda ısıtılması ve plastikleştirilmesi, basınç altında akması ve kalıp boşluğunu doldurmasıdır ve daha sonra Ve ürün elde etmek için kalıplama ve kürleme.Ancak kalıbın çok yüksek hassasiyette CNC işleme gerektirmesi nedeniyle bu yöntemin başlangıç maliyeti öncekilere göre daha yüksektir.
4. Sargı Kalıplama
Karmaşık şekillere sahip veya bir dönüş gövdesi şeklindeki parçalar için, filamanı bir mandrel veya göbek üzerine sararak parçayı yapmak için bir filaman sarıcı kullanılabilir.Sarma işlemi tamamlandıktan sonra kürleyin ve mandreli çıkarın.Örneğin askı sistemlerinde kullanılan boru mafsallı kollar bu yöntem kullanılarak yapılabilmektedir.
5. Reçine Transfer Kalıplama
Reçine transfer kalıplama (RTM) nispeten popüler bir kalıplama yöntemidir.Temel adımları şunlardır:
1. Hazırlanan kötü karbon fiber kumaşı kalıba yerleştirip kalıbı kapatın.
2. Sıvı ısıyla sertleşen reçineyi içine enjekte edin, takviye malzemesini emprenye edin ve kürleyin.
Karbon Fiber Takviyeli Polimerin Özellikleri
(1) Yüksek mukavemet ve iyi esneklik.
Karbon fiberin özgül mukavemeti (yani çekme mukavemetinin yoğunluğa oranı) çeliğin 6 katı, alüminyumun ise 17 katıdır.Spesifik modül (yani, bir nesnenin esnekliğinin bir işareti olan Young modülünün yoğunluğa oranı), çelik veya alüminyumunkinden 3 kat daha fazladır.
Yüksek özgül mukavemeti ile büyük bir çalışma yükünü taşıyabilir.Maksimum çalışma basıncı 350 kg/cm2’ye ulaşabilir.Ayrıca saf F-4 ve örgüsüne göre daha sıkıştırılabilir ve esnektir.
(2) İyi yorulma direnci ve aşınma direnci.
Yorulma direnci epoksi reçineden çok daha yüksek, metal malzemelerden ise daha yüksektir.Grafit fiberler kendi kendini yağlayan ve küçük bir sürtünme katsayısına sahip olan elyaflardır.Aşınma miktarı genel asbest ürünlerine veya F-4 örgülere göre 5-10 kat daha azdır.
(3) İyi ısı iletkenliği ve ısı direnci.
Karbon fiber takviyeli plastikler iyi bir ısı iletkenliğine sahiptir ve sürtünmeden kaynaklanan ısı kolaylıkla dağıtılır.İç mekanın aşırı ısınması ve ısıyı depolaması kolay değildir ve dinamik bir sızdırmazlık malzemesi olarak kullanılabilir.Havada -120~350°C sıcaklık aralığında stabil olarak çalışabilir.Karbon fiberdeki alkali metal içeriğinin azaltılmasıyla servis sıcaklığı daha da artırılabilir.Bir inert gazın uyarlanabilir sıcaklığı yaklaşık 2000°C'ye ulaşabilir ve soğuk ve sıcaktaki ani değişikliklere dayanabilir.
(4) İyi titreşim direnci.
Rezonansa girmesi veya dalgalanması kolay değildir ve aynı zamanda titreşimi ve gürültüyü azaltmak için mükemmel bir malzemedir.
CFRP'nin Avantajları
1. Hafif
Geleneksel cam elyaf takviyeli plastikler, sürekli cam elyafları ve %70 cam elyafları (cam ağırlığı/toplam ağırlık) kullanır ve tipik olarak inç küp başına 0,065 pound yoğunluğa sahiptir.Aynı %70 fiber ağırlığına sahip bir CFRP kompoziti tipik olarak inç küp başına 0,055 pound yoğunluğa sahiptir.
2. Yüksek Mukavemet
Karbon fiber takviyeli polimerler hafif olmasına rağmen, CFRP kompozitler cam elyaf kompozitlere göre birim ağırlık başına daha yüksek mukavemete ve daha yüksek sertliğe sahiptir.Metal malzemelerle karşılaştırıldığında bu avantaj daha belirgindir.
CFRP'nin dezavantajları
1. Yüksek Maliyet
Karbon fiber takviyeli plastiğin üretim maliyeti fahiştir.Karbon elyaf fiyatları, mevcut piyasa koşullarına (arz ve talep), karbon elyafın türüne (havacılık ve ticari kalite) ve elyaf demetinin boyutuna bağlı olarak önemli ölçüde değişiklik gösterebilir.Pound başına pound bazında bakıldığında, işlenmemiş karbon fiber, cam fiberden 5 ila 25 kat daha pahalı olabilir.Çelik ile CFRP karşılaştırıldığında bu fark daha da büyüktür.
2. İletkenlik
Bu, karbon fiber kompozit malzemelerin avantajı ve dezavantajıdır.Uygulamaya bağlıdır.Karbon fiberler son derece iletkendir ve cam fiberler yalıtkandır.Pek çok ürün, sıkı yalıtım gerektirdiğinden karbon fiber veya metal yerine fiberglas kullanır.Kamu hizmetlerinin üretiminde birçok ürün cam elyafının kullanılmasını gerektirir.
Karbon Fiber Takviyeli Plastik Kullanım Alanları
Karbon fiber takviyeli polimerin uygulamaları, mekanik parçalardan askeri malzemelere kadar geniş bir yaşam alanına sahiptir.
(1)sızdırmazlık ambalajı olarak
Karbon fiber takviyeli PTFE malzemeden korozyona, aşınmaya ve yüksek sıcaklığa dayanıklı sızdırmazlık halkaları veya salmastralar yapılabilir.Statik sızdırmazlık için kullanıldığında servis ömrü, genel yağa batırılmış asbest salmastralara göre 10 kat daha uzundur.Yük değişiklikleri ve hızlı soğutma ve hızlı ısıtma koşullarında sızdırmazlık performansını koruyabilir.Ve malzeme korozif madde içermediğinden metalde çukurlaşma korozyonu oluşmaz.
(2)taşlama parçaları olarak
Kendi kendini yağlama özelliğinden yararlanarak özel amaçlarla yatak, dişli ve piston segmanı olarak kullanılabilir.Havacılık aletleri ve kayıt cihazları için yağsız yağlamalı yataklar, elektrik iletimli dizel lokomotifler için yağsız yağlamalı dişliler (yağ sızıntısından kaynaklanan kazaları önlemek için), kompresörlerdeki yağsız yağlamalı piston segmanları vb. gibi. toksik olmama özelliğinden yararlanılarak gıda ve ilaç endüstrisinde kaymalı yatak veya conta olarak da kullanılabilir.
(3) Havacılık, havacılık ve füzeler için yapısal malzemeler olarak.İlk olarak uçak imalatında uçağın ağırlığını azaltmak ve uçuş verimliliğini artırmak için kullanıldı.Ayrıca kimya, petrol, elektrik, makine ve diğer endüstrilerde döner veya ileri geri hareket eden dinamik conta veya çeşitli statik conta malzemeleri olarak da kullanılır.
Zhengxi bir profesyonelÇin'de hidrolik pres fabrikası, yüksek kalite sağlayankompozit hidrolik presCFRP ürünleri oluşturmak için.
Gönderim zamanı: Mayıs-25-2023
