новини

Въглеродни влакна е влакнест материал със съдържание на въглерод над 95%. Той притежава отлични механични, химични, електрически и други превъзходни свойства. Той е „царят на новите материали“ и стратегически материал, който липсва във военното и гражданското развитие. Известен е като „Черно злато“.

Производствената линия на въглеродни влакна е следната:

Как се произвеждат тънките въглеродни влакна?

Технологията за производство на въглеродни влакна се е развила и е узряла. С непрекъснатото развитие на композитните материали от въглеродни влакна, тя е все по-предпочитана от всички сфери на живота, особено силният растеж на авиацията, автомобилостроенето, железопътния транспорт, вятърната енергия и др., и движещият ефект от това е развитието на индустрията за въглеродни влакна. Перспективите са още по-широки.

Веригата в производството на въглеродни влакна може да бъде разделена на нагоре по веригата и надолу по веригата. Нагоре по веригата обикновено се отнася до производството на материали, специфични за въглеродните влакна; надолу по веригата обикновено се отнася до производството на компоненти за приложение на въглеродни влакна. Компаниите между нагоре по веригата и надолу по веригата могат да се разглеждат като доставчици на оборудване в процеса на производство на въглеродни влакна. Както е показано на фигурата:

Целият процес от суровата коприна до въглеродните влакна нагоре по веригата на индустрията за въглеродни влакна трябва да премине през процеси като окислителни пещи, карбонизационни пещи, графитизационни пещи, повърхностна обработка и оразмеряване. Структурата на влакната е доминирана от въглеродни влакна.

Нагоре по веригата на индустрията за въглеродни влакна принадлежи на нефтохимическата промишленост, а акрилонитрилът се получава главно чрез рафиниране на суров петрол, крекинг, окисление на амоняк и др.; Полиакрилонитрилните прекурсорни влакна, въглеродните влакна се получават чрез предварително окисляване и карбонизиране на прекурсорните влакна, а композитният материал от въглеродни влакна се получава чрез обработка на въглеродни влакна и висококачествена смола, за да се отговори на изискванията за приложение.

Процесът на производство на въглеродни влакна включва главно изтегляне, чертане, стабилизиране, карбонизация и графитизация. Както е показано на фигурата:

Чертеж:Това е първата стъпка в производствения процес на въглеродни влакна. Тя основно разделя суровините на влакна, което е физическа промяна. По време на този процес се осъществява масопренос и топлопренос между предачната течност и коагулационната течност и накрая PAN утаяване. Нишките образуват гел структура.

Изготвяне:изисква температура от 100 до 300 градуса, за да работи заедно с ефекта на разтягане на ориентираните влакна. Това е и ключова стъпка за получаването на висок модул, високо армиране, уплътняване и рафиниране на PAN влакна.

Стабилност:Термопластичната PAN линейна макромолекулна верига се трансформира в непластична топлоустойчива трапецовидна структура чрез метода на нагряване и окисление при 400 градуса, така че да не се топи и да е незапалима при висока температура, запазвайки формата на влакната и термодинамиката е в стабилно състояние.

Карбонизация:Необходимо е да се изгонят невъглеродните елементи в PAN при температура от 1000 до 2000 градуса и накрая да се генерират въглеродни влакна с турбостратична графитна структура със съдържание на въглерод над 90%.

Карбонова тъкан

Графитизация: Необходима е температура от 2000 до 3000 градуса, за да се превърнат аморфните и турбостратичните карбонизирани материали в триизмерни графитни структури, което е основната техническа мярка за подобряване на модула на въглеродните влакна.

Детайлният процес на производство на въглеродни влакна от производството на сурова коприна до крайния продукт е следният: суровата коприна PAN се произвежда чрез предишния производствен процес на сурова коприна. След предварително изтегляне чрез влажна топлина на телоподаващото устройство, тя последователно се прехвърля в пещта за предварително окисление от машината за изтегляне. След изпичане при различни температурни градиенти в групата на пещите за предварително окисление се образуват окислени влакна, т.е. предварително окислени влакна; предварително окислените влакна се оформят във въглеродни влакна след преминаване през среднотемпературни и високотемпературни карбонизационни пещи; след това въглеродните влакна се подлагат на окончателна повърхностна обработка, оразмеряване, сушене и други процеси, за да се получат продукти от въглеродни влакна. Целият процес на непрекъснато подаване на тел и прецизен контрол, като дори малък проблем във всеки процес ще повлияе на стабилното производство и качеството на крайния продукт от въглеродни влакна. Производството на въглеродни влакна има дълъг технологичен процес, много технически ключови точки и високи производствени бариери. То е интеграция на множество дисциплини и технологии.

Горното е производството на въглеродни влакна, нека да разгледаме как се използва тъкан от въглеродни влакна!

Обработка на продукти от въглеродни влакна

1. Рязане

Препрегът се изважда от хладилния склад при минус 18 градуса. След събуждане, първата стъпка е точното рязане на материала съгласно диаграмата на материала на автоматичната машина за рязане.

2. Павиране

Втората стъпка е полагането на препрега върху инструмента за полагане и полагането на различните слоеве според проектните изисквания. Всички процеси се извършват под лазерно позициониране.

3. Формиране

Чрез автоматизиран робот за обработка, преформата се изпраща към формовъчната машина за компресионно формоване.

4. Рязане

След формоване, детайлът се изпраща към работната станция на режещ робот за четвъртата стъпка на рязане и почистване на мустаци, за да се гарантира точността на размерите на детайла. Този процес може да се извърши и на CNC машина.

5. Почистване

Петата стъпка е почистване със сух лед в почистващата станция, за да се отстрани разделителният агент, което е удобно за последващия процес на нанасяне на лепило.

6. Лепило

Шестата стъпка е нанасянето на структурно лепило на станцията за лепене с робот. Позицията на лепене, скоростта на лепене и дебитът на лепилото се регулират прецизно. Част от връзката с металните части се занитва, което се извършва на станцията за занитване.

7. Инспекция на сглобяването

След нанасяне на лепилото, вътрешните и външните панели се сглобяват. След втвърдяване на лепилото се извършва детекция със синя светлина, за да се гарантира точността на размерите на отворите за ключове, точките, линиите и повърхностите.

Въглеродните влакна са по-трудни за обработка

Въглеродните влакна притежават както силната якост на опън на въглеродните материали, така и меката обработваемост на влакната. Въглеродните влакна са нов материал с отлични механични свойства. Вземете за пример въглеродните влакна и обикновената стомана, чиято якост е около 400 до 800 MPa, докато якостта на обикновената стомана е от 200 до 500 MPa. По отношение на жилавостта, въглеродните влакна и стоманата са по същество сходни и няма очевидна разлика.

Въглеродните влакна имат по-висока якост и по-леко тегло, така че въглеродните влакна могат да се нарекат кралят на новите материали. Поради това предимство, по време на обработката на композити, подсилени с въглеродни влакна (CFRP), матрицата и влакната имат сложни вътрешни взаимодействия, което прави техните физични свойства различни от тези на металите. Плътността на CFRP е много по-малка от тази на металите, докато якостта е по-голяма от тази на повечето метали. Поради нееднородността на CFRP, по време на обработката често се наблюдава издърпване на влакната или отделяне на матричните влакна; CFRP има висока устойчивост на топлина и износване, което го прави по-взискателен към оборудването по време на обработка. Така че в производствения процес се генерира голямо количество топлина от рязане, което е по-сериозно за износването на оборудването.

В същото време, с непрекъснатото разширяване на областите на приложение, изискванията стават все по-деликатни, а изискванията за приложимост на материалите и изискванията за качество на CFRP стават все по-строги, което също води до повишаване на разходите за обработка.

Обработка на въглеродни влакнести плоскости

След като въглеродните влакнести плоскости се втвърдят и оформят, е необходима последваща обработка, като рязане и пробиване, за постигане на прецизност или за сглобяване. При едни и същи условия, като параметри на процеса на рязане и дълбочина на рязане, изборът на инструменти и свредла от различни материали, размери и форми ще има много различни ефекти. В същото време, фактори като здравина, посока, време и температура на инструментите и свредлата също ще повлияят на резултатите от обработката.

В процеса на последваща обработка, опитайте се да изберете остър инструмент с диамантено покритие и твърдосплавно свредло. Износоустойчивостта на инструмента и самото свредло определя качеството на обработката и експлоатационния им живот. Ако инструментът и свредлото не са достатъчно остри или се използват неправилно, това не само ще ускори износването, ще увеличи разходите за обработка на продукта, но и ще повреди плочата, което ще повлияе на формата и размера на плочата и стабилността на размерите на отворите и каналите в нея. Това може да доведе до слоесто разкъсване на материала или дори до срутване на блока, което ще доведе до разрушаване на цялата плоча.

При пробиванелистове от въглеродни влакнаКолкото по-висока е скоростта, толкова по-добър е ефектът. При избора на свредла, уникалният дизайн на върха на свредлото PCD8 с челен ръб е по-подходящ за листове от въглеродни влакна, което позволява по-добро проникване в тях и намаляване на риска от разслояване.

При рязане на дебели листове от въглеродни влакна се препоръчва използването на двустранно заточена компресионна фреза с ляв и десен спираловиден ръб. Този остър режещ ръб има горен и долен спираловиден връх, за да балансира аксиалната сила на инструмента нагоре и надолу по време на рязане, за да се гарантира, че получената сила на рязане е насочена към вътрешната страна на материала, така че да се получат стабилни условия на рязане и да се предотврати появата на разслояване на материала. Дизайнът на горния и долния ромбовиден ръб на рутера "Pineapple Edge" може ефективно да реже листове от въглеродни влакна. Дълбокият му жлеб за стружки може да отведе много топлина от рязане чрез отделянето на стружки по време на процеса на рязане, за да се избегне увреждане на свойствата на листа от въглеродни влакна.

01 Непрекъснато дълго влакно

Характеристики на продукта:Най-често срещаната форма на продукт на производителите на въглеродни влакна, снопът е съставен от хиляди монофиламенти, които са разделени на три вида според метода на усукване: NT (никога неусукани, неусукани), UT (неусукани, неусукани), TT или ST (усукани, усукани), от които NT е най-често използваното въглеродно влакно.

Основно приложение:Използва се главно за композитни материали като CFRP, CFRTP или C/C композитни материали, а областите на приложение включват самолетно/аерокосмическо оборудване, спортни стоки и части за промишлено оборудване.

02 Прежда от щапелни влакна

Характеристики на продукта:Късовлакнеста прежда за кратко, прежди, изпредени от къси въглеродни влакна, като например въглеродни влакна с общо предназначение на основата на смола, обикновено са продукти под формата на къси влакна.

Основни приложения:топлоизолационни материали, антифрикционни материали, C/C композитни части и др.

03 Карбонова тъкан

Характеристики на продукта:Изработен е от непрекъснати въглеродни влакна или прежда от въглеродни влакна. Според метода на тъкане, тъканите от въглеродни влакна могат да бъдат разделени на тъкани, плетени тъкани и нетъкани тъкани. В момента тъканите от въглеродни влакна обикновено са тъкани.

Основно приложение:Същото като непрекъснатите въглеродни влакна, използвани главно в композитни материали като CFRP, CFRTP или C/C композитни материали, а областите на приложение включват самолетно/аерокосмическо оборудване, спортни стоки и части за промишлено оборудване.

04 Плетена лента от въглеродни влакна

Характеристики на продукта:Принадлежи към вид тъкан от въглеродни влакна, която също е изтъкана от непрекъснати въглеродни влакна или прежда от въглеродни влакна.

Основна употреба:Използва се главно за армировъчни материали на основата на смола, особено за производството и обработката на тръбни продукти.

05 Нарязани въглеродни влакна

Характеристики на продукта:За разлика от концепцията за прежда от въглеродни влакна, тя обикновено се приготвя от непрекъснати въглеродни влакна чрез нарязана обработка, а нарязаната дължина на влакното може да бъде нарязана според нуждите на клиента.

Основни приложения:Обикновено се използва като смес от пластмаси, смоли, цимент и др. Чрез смесване с матрицата могат да се подобрят механичните свойства, износоустойчивостта, електрическата проводимост и топлоустойчивостта; през последните години подсилващите влакна в 3D печатащите въглеродни влакнести композити са предимно нарязани въглеродни влакна.

06 Шлайфане на въглеродни влакна

Характеристики на продукта:Тъй като въглеродните влакна са крехък материал, те могат да бъдат приготвени в прахообразен въглероден влакнест материал след смилане, т.е. смилане на въглеродни влакна.

Основно приложение:подобно на нарязаните въглеродни влакна, но рядко използвано в циментовата армировка; обикновено се използва като съединение на пластмаса, смола, каучук и др. за подобряване на механичните свойства, износоустойчивостта, електрическата проводимост и топлоустойчивостта на матрицата.

07 Карбонова постелка

Характеристики на продукта:Основната форма е филц или паспарту. Първо, късите влакна се наслагват чрез механично кардиране и други методи, а след това се подготвят чрез иглопробиване; известен също като нетъкан плат от въглеродни влакна, той принадлежи към вид тъкан от въглеродни влакна.Основни приложения:топлоизолационни материали, формовани подложки от топлоизолационни материали, топлоустойчиви защитни слоеве и подложки от устойчиви на корозия слоеве и др.

08 Хартия от въглеродни влакна

Характеристики на продукта:Приготвя се от въглеродни влакна чрез сух или мокър процес на производство на хартия.

Основни приложения:антистатични плочи, електроди, конуси за високоговорители и нагревателни плочи; горещи приложения през последните години са нови материали за катоди на акумулатори за енергийни превозни средства и др.

09 Препрег от въглеродни влакна

Характеристики на продукта:полувтвърден междинен материал, изработен от термореактивна смола, импрегнирана с въглеродни влакна, който има отлични механични свойства и се използва широко; ширината на препрега от въглеродни влакна зависи от размера на обработващото оборудване, а общите спецификации включват препрег материал с ширина 300 мм, 600 мм и 1000 мм.

Основно приложение:самолети/аерокосмическо оборудване, спортни стоки и промишлено оборудване и др.

010 композитен материал от въглеродни влакна

Характеристики на продукта:Материал за шприцване, изработен от термопластична или термореактивна смола, смесена с въглеродни влакна, като към сместа се добавят различни добавки и нарязани влакна, след което се извършва процес на смесване.

Основно приложение:Поради отличната електрическа проводимост, високата твърдост и предимствата на лекото тегло на материала, той се използва главно в корпуси на оборудване и други продукти.

Ние също така произвеждамедиректно ровинг от фибростъкло,подложки от фибростъкло, мрежа от фибростъкло, ировинг от фибростъкло.

Свържете се с нас:
Телефонен номер: +8615823184699
Телефонен номер: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com