CFRP کا حتمی گائیڈ: کاربن فائبر ریئنفورسڈ پلاسٹک/پولیمر

جامع مواد کی مسلسل ترقی کے ساتھ، گلاس فائبر سے تقویت یافتہ پلاسٹک کے علاوہ، کاربن فائبر سے تقویت یافتہ پلاسٹک، بوران فائبر سے تقویت یافتہ پلاسٹک وغیرہ نمودار ہوئے ہیں۔کاربن فائبر ریئنفورسڈ پولیمر کمپوزائٹس (CFRP) ہلکا پھلکا اور مضبوط مواد ہے جو بہت سی مصنوعات تیار کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے جو ہم اپنی روزمرہ کی زندگی میں استعمال کرتے ہیں۔یہ ایک اصطلاح ہے جو فائبر سے تقویت یافتہ مرکب مواد کو بیان کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے جو کاربن ریشوں کو بنیادی ساختی جزو کے طور پر استعمال کرتی ہے۔

فھرست:

1. کاربن فائبر مضبوط پولیمر ساخت
2. کاربن فائبر پربلت پلاسٹک کی مولڈنگ کا طریقہ
3. کاربن فائبر ریئنفورسڈ پولیمر کی خصوصیات
4. CFRP کے فوائد
5. CFRP کے نقصانات
6. کاربن فائبر پربلت پلاسٹک کا استعمال

کاربن فائبر مضبوط پولیمر ڈھانچہ

کاربن فائبر ریئنفورسڈ پلاسٹک ایک ایسا مواد ہے جو کاربن فائبر مواد کو ایک خاص سمت میں ترتیب دے کر اور بانڈڈ پولیمر مواد کے استعمال سے بنایا جاتا ہے۔کاربن فائبر کا قطر انتہائی پتلا ہے، تقریباً 7 مائکرون، لیکن اس کی طاقت بہت زیادہ ہے۔

کاربن فائبر ری انفورسڈ کمپوزٹ میٹریل کی سب سے بنیادی جزو اکائی کاربن فائبر فلیمنٹ ہے۔کاربن فلیمینٹ کا بنیادی خام مال پری پولیمر پولی کرائیلونیٹریل (PAN)، ریون، یا پیٹرولیم پچ ہے۔کاربن فائبر کے پرزوں کے لیے کیمیکل اور مکینیکل طریقوں سے کاربن فائبر کے تانے بانے بنائے جاتے ہیں۔

بائنڈنگ پولیمر عام طور پر تھرموسیٹنگ رال ہوتا ہے جیسے ایپوکسی۔دوسرے تھرموسیٹ یا تھرمو پلاسٹک پولیمر کبھی کبھی استعمال ہوتے ہیں، جیسے پولی وینیل ایسیٹیٹ یا نایلان۔کاربن ریشوں کے علاوہ، مرکبات میں ارامیڈ کیو، الٹرا ہائی مالیکیولر ویٹ پولی تھیلین، ایلومینیم، یا شیشے کے ریشے بھی شامل ہو سکتے ہیں۔حتمی کاربن فائبر پروڈکٹ کی خصوصیات بانڈنگ میٹرکس میں متعارف کرائے جانے والے additives کی قسم سے بھی متاثر ہو سکتی ہیں۔

کاربن فائبر پربلت پلاسٹک کی مولڈنگ کا طریقہ

کاربن فائبر کی مصنوعات بنیادی طور پر مختلف عملوں کی وجہ سے مختلف ہوتی ہیں۔کاربن فائبر سے تقویت یافتہ پولیمر مواد بنانے کے بہت سے طریقے ہیں۔

1. ہاتھ لگانے کا طریقہ

خشک طریقہ (پہلے سے تیار شدہ دکان) اور گیلے طریقہ (فائبر فیبرک اور رال کو استعمال کرنے کے لیے چپکا ہوا) میں تقسیم کیا گیا ہے۔ثانوی مولڈنگ کے عمل جیسے کمپریشن مولڈنگ میں استعمال کے لیے پری پریگس تیار کرنے کے لیے بھی ہینڈ لی اپ کا استعمال کیا جاتا ہے۔یہ طریقہ وہ ہے جہاں کاربن فائبر کے کپڑے کی چادروں کو حتمی مصنوعہ بنانے کے لیے مولڈ پر لیمینیٹ کیا جاتا ہے۔نتیجے میں آنے والے مواد کی مضبوطی اور سختی کی خصوصیات کو تانے بانے کے ریشوں کی سیدھ اور بنائی کو منتخب کرکے بہتر بنایا جاتا ہے۔پھر سڑنا epoxy سے بھرا جاتا ہے اور گرمی یا ہوا سے ٹھیک کیا جاتا ہے۔مینوفیکچرنگ کا یہ طریقہ اکثر غیر دباؤ والے حصوں، جیسے انجن کور کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

2. ویکیوم بنانے کا طریقہ

لیمینیٹڈ پری پریگ کے لیے ضروری ہے کہ ایک خاص عمل کے ذریعے دباؤ ڈالا جائے تاکہ اسے سانچے کے قریب بنایا جا سکے اور اسے ایک خاص درجہ حرارت اور دباؤ کے تحت ٹھیک اور شکل دی جا سکے۔ویکیوم بیگ کا طریقہ ایک ویکیوم پمپ کا استعمال کرتا ہے تاکہ تشکیل شدہ بیگ کے اندر سے باہر نکل سکے تاکہ بیگ اور مولڈ کے درمیان منفی دباؤ ایک دباؤ بناتا ہے تاکہ مرکب مواد سڑنا کے قریب ہو۔

ویکیوم بیگ کے طریقہ کار کی بنیاد پر، ویکیوم بیگ آٹوکلیو بنانے کا طریقہ بعد میں اخذ کیا گیا تھا۔آٹوکلیو زیادہ دباؤ فراہم کرتے ہیں اور صرف ویکیوم بیگ کے طریقوں کی نسبت اس حصے کو (قدرتی علاج کے بجائے) گرمی کا علاج کرتے ہیں۔اس طرح کے حصے میں زیادہ کمپیکٹ ڈھانچہ ہوتا ہے، سطح کا معیار بہتر ہوتا ہے، مؤثر طریقے سے ہوا کے بلبلوں کو ختم کر سکتا ہے (بلبلے اس حصے کی طاقت کو بہت متاثر کریں گے)، اور مجموعی معیار زیادہ ہے۔درحقیقت ویکیوم بیگنگ کا عمل موبائل فون فلم اسٹکنگ جیسا ہی ہے۔ہوا کے بلبلوں کو ختم کرنا ایک بڑا کام ہے۔

3. کمپریشن مولڈنگ کا طریقہ

کمپریشن مولڈنگمولڈنگ کا ایک طریقہ ہے جو بڑے پیمانے پر پیداوار اور بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ہے۔سانچے عام طور پر اوپری اور نچلے حصوں سے بنے ہوتے ہیں، جسے ہم مردانہ سانچہ اور مادہ مولڈ کہتے ہیں۔مولڈنگ کا عمل میٹل کاؤنٹر مولڈ میں پری پریگس سے بنی چٹائی کو ڈالنا ہے، اور مخصوص درجہ حرارت اور دباؤ کی کارروائی کے تحت، چٹائی کو گرم کیا جاتا ہے اور مولڈ گہا میں پلاسٹکائز کیا جاتا ہے، دباؤ میں بہتا ہے، اور مولڈ گہا کو بھرتا ہے، اور پھر اور مصنوعات حاصل کرنے کے لیے مولڈنگ اور کیورنگ۔تاہم، اس طریقہ کار کی ابتدائی لاگت پچھلے طریقوں سے زیادہ ہے، کیونکہ مولڈ کو بہت زیادہ درستگی والی CNC مشین کی ضرورت ہوتی ہے۔

4. سمیٹنا مولڈنگ

پیچیدہ شکلوں والے حصوں یا انقلاب کے جسم کی شکل میں، ایک فلیمینٹ وائنڈر کا استعمال مینڈریل یا کور پر فلیمنٹ کو سمیٹ کر حصہ بنانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔سمیٹنے کے بعد مکمل افاقہ ہو جائے اور مینڈریل کو ہٹا دیں۔مثال کے طور پر، معطلی کے نظام میں استعمال ہونے والے نلی نما مشترکہ ہتھیار اس طریقہ کار کو استعمال کرتے ہوئے بنائے جا سکتے ہیں۔

5. رال ٹرانسفر مولڈنگ

رال ٹرانسفر مولڈنگ (RTM) ایک نسبتاً مقبول مولڈنگ طریقہ ہے۔اس کے بنیادی مراحل ہیں:
1. تیار شدہ خراب کاربن فائبر فیبرک کو مولڈ میں رکھیں اور مولڈ کو بند کریں۔
2. اس میں مائع تھرموسیٹنگ رال لگائیں، تقویت دینے والے مواد کو رنگ دیں، اور علاج کریں۔

کاربن فائبر ریئنفورسڈ پولیمر کی خصوصیات

(1) اعلی طاقت اور اچھی لچک۔

کاربن فائبر کی مخصوص طاقت (یعنی کثافت میں تناؤ کی طاقت کا تناسب) سٹیل سے 6 گنا اور ایلومینیم سے 17 گنا زیادہ ہے۔مخصوص ماڈیولس (یعنی ینگ کے ماڈیولس کا کثافت کا تناسب، جو کسی چیز کی لچک کی علامت ہے) سٹیل یا ایلومینیم سے 3 گنا زیادہ ہے۔

اعلی مخصوص طاقت کے ساتھ، یہ ایک بڑے کام کا بوجھ برداشت کر سکتا ہے.اس کا زیادہ سے زیادہ کام کرنے کا دباؤ 350 کلوگرام/سینٹی میٹر 2 تک پہنچ سکتا ہے۔اس کے علاوہ، یہ خالص F-4 اور اس کی چوٹی سے زیادہ سکڑنے والا اور لچکدار ہے۔

(2) اچھی تھکاوٹ مزاحمت اور لباس مزاحمت۔

اس کی تھکاوٹ کی مزاحمت ایپوکسی رال سے بہت زیادہ اور دھاتی مواد سے زیادہ ہے۔گریفائٹ ریشے خود چکنا ہوتے ہیں اور ان میں رگڑ کا ایک چھوٹا سا گتانک ہوتا ہے۔پہننے کی مقدار عام ایسبیسٹوس مصنوعات یا F-4 چوٹیوں سے 5-10 گنا کم ہے۔

(3) اچھی تھرمل چالکتا اور گرمی کی مزاحمت۔

کاربن فائبر سے تقویت یافتہ پلاسٹک کی تھرمل چالکتا اچھی ہوتی ہے، اور رگڑ سے پیدا ہونے والی گرمی آسانی سے ختم ہوجاتی ہے۔اندرونی حصے کو زیادہ گرم کرنا اور گرمی کو ذخیرہ کرنا آسان نہیں ہے اور اسے ایک متحرک سگ ماہی مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ہوا میں، یہ -120 ~ 350 ° C کے درجہ حرارت کی حد میں مستحکم طور پر کام کر سکتا ہے۔کاربن فائبر میں الکلی دھاتی مواد کی کمی کے ساتھ، سروس کے درجہ حرارت میں مزید اضافہ ہوسکتا ہے۔ایک غیر فعال گیس میں، اس کا موافقت پذیر درجہ حرارت تقریباً 2000 ° C تک پہنچ سکتا ہے، اور یہ سردی اور گرمی میں تیز تبدیلیوں کو برداشت کر سکتا ہے۔

(4) اچھا کمپن مزاحمت.

یہ گونجنا یا پھڑپھڑانا آسان نہیں ہے، اور یہ کمپن میں کمی اور شور کو کم کرنے کے لیے بھی ایک بہترین مواد ہے۔

CFRP کے فوائد

1. ہلکا وزن

روایتی شیشے کے فائبر سے تقویت یافتہ پلاسٹک مسلسل شیشے کے ریشے اور 70% شیشے کے ریشے (شیشے کا وزن/کل وزن) استعمال کرتے ہیں اور عام طور پر اس کی کثافت 0.065 پاؤنڈ فی کیوبک انچ ہوتی ہے۔اسی 70% فائبر وزن کے ساتھ ایک CFRP مرکب عام طور پر 0.055 پاؤنڈ فی کیوبک انچ کثافت رکھتا ہے۔

2. اعلی طاقت

اگرچہ کاربن فائبر سے تقویت یافتہ پولیمر ہلکے ہوتے ہیں، CFRP کمپوزٹ میں شیشے کے فائبر مرکبات کے مقابلے فی یونٹ وزن میں زیادہ طاقت اور زیادہ سختی ہوتی ہے۔دھاتی مواد کے ساتھ مقابلے میں، یہ فائدہ زیادہ واضح ہے.

CFRP کے نقصانات

1. زیادہ قیمت

کاربن فائبر پربلت پلاسٹک کی پیداواری لاگت ممنوع ہے۔کاربن فائبر کی قیمتیں مارکیٹ کے موجودہ حالات (سپلائی اور ڈیمانڈ)، کاربن فائبر کی قسم (ایرو اسپیس بمقابلہ کمرشل گریڈ)، اور فائبر بنڈل کے سائز کے لحاظ سے ڈرامائی طور پر مختلف ہو سکتی ہیں۔پاؤنڈ کے بدلے پاؤنڈ کی بنیاد پر، ورجن کاربن فائبر گلاس فائبر سے 5 سے 25 گنا زیادہ مہنگا ہو سکتا ہے۔CFRP سے سٹیل کا موازنہ کرتے وقت یہ فرق اور بھی زیادہ ہوتا ہے۔
2. چالکتا
یہ کاربن فائبر مرکب مواد کا فائدہ اور نقصان ہے۔یہ درخواست پر منحصر ہے۔کاربن ریشے انتہائی موصل ہوتے ہیں اور شیشے کے ریشے موصل ہوتے ہیں۔بہت سی مصنوعات کاربن فائبر یا دھات کی بجائے فائبر گلاس استعمال کرتی ہیں کیونکہ انہیں سخت موصلیت کی ضرورت ہوتی ہے۔افادیت کی پیداوار میں، بہت سی مصنوعات کو شیشے کے ریشوں کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔

کاربن فائبر پربلت پلاسٹک کے استعمال

کاربن فائبر پربلت پالیمر کی ایپلی کیشنز زندگی میں وسیع ہیں، مکینیکل حصوں سے لے کر فوجی مواد تک۔

(1)سگ ماہی پیکنگ کے طور پر
کاربن فائبر سے تقویت یافتہ PTFE مواد کو سنکنرن مزاحم، لباس مزاحم، اور اعلی درجہ حرارت مزاحم سگ ماہی کی انگوٹھیوں یا پیکنگ میں بنایا جا سکتا ہے۔جب جامد سگ ماہی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو سروس لائف لمبی ہوتی ہے، عام تیل میں ڈوبی ایسبیسٹس پیکنگ سے 10 گنا زیادہ۔یہ لوڈ تبدیلیوں اور تیز ٹھنڈک اور تیز حرارت کے تحت سگ ماہی کی کارکردگی کو برقرار رکھ سکتا ہے۔اور چونکہ مواد میں سنکنرن مادے نہیں ہوتے ہیں، اس لیے دھات پر کوئی سنکنرن نہیں ہوگا۔

(2)پیسنے والے حصوں کے طور پر
اس کی خود چکنا کرنے والی خصوصیات کو استعمال کرتے ہوئے، اسے خاص مقاصد کے لیے بیرنگ، گیئرز اور پسٹن کی انگوٹھیوں کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔جیسے ہوا بازی کے آلات اور ٹیپ ریکارڈرز کے لیے تیل سے پاک چکنا کرنے والے بیرنگ، الیکٹرک ٹرانسمیشن ڈیزل انجنوں کے لیے تیل سے پاک چکنا کرنے والے گیئرز (تیل کے رساؤ سے ہونے والے حادثات سے بچنے کے لیے)، کمپریسرز پر تیل سے پاک چکنا کرنے والے پسٹن کے حلقے وغیرہ۔ اس کی غیر زہریلی خصوصیات کا فائدہ اٹھا کر کھانے اور دواسازی کی صنعتوں میں سلائیڈنگ بیرنگ یا سیل کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

(3) ایرو اسپیس، ایوی ایشن اور میزائل کے لیے ساختی مواد کے طور پر۔یہ سب سے پہلے ہوائی جہاز کے وزن کو کم کرنے اور پرواز کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ہوائی جہاز کی تیاری میں استعمال کیا گیا تھا۔یہ کیمیکل، پیٹرولیم، الیکٹرک پاور، مشینری اور دیگر صنعتوں میں بھی روٹری یا باہم متحرک مہر یا مختلف جامد مہر کے مواد کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔

Zhengxi ایک پیشہ ور ہےچین میں ہائیڈرولک پریس فیکٹری، اعلی معیار فراہم کرناجامع ہائیڈرولک پریسCFRP مصنوعات کی تشکیل کے لیے۔