Углеродное волокно это волокнистый материал с содержанием углерода более 95%. Он обладает превосходными механическими, химическими, электрическими и другими превосходными свойствами. Это «король новых материалов» и стратегический материал, которого не хватает в военных и гражданских разработках. Известен как «Черное золото».
Линия производства углеродного волокна выглядит следующим образом:
Как изготавливается тонкое углеродное волокно?
Технология производства углеродного волокна к настоящему времени уже развилась и стала зрелой. С непрерывным развитием композитных материалов из углеродного волокна, оно становится все более и более предпочтительным для всех слоев общества, особенно сильный рост авиации, автомобилестроения, железной дороги, лопастей ветроэнергетики и т. д. и его движущий эффект, развитие промышленности углеродного волокна. Перспективы еще шире.
Цепочку производства углеродного волокна можно разделить на upstream и downstream. Upstream обычно относится к производству материалов, специфичных для углеродного волокна; downstream обычно относится к производству компонентов для применения углеродного волокна. Компании, находящиеся между upstream и downstream, могут считать себя поставщиками оборудования в процессе производства углеродного волокна. Как показано на рисунке:
Весь процесс от сырого шелка до углеродного волокна вверх по цепочке производства углеродного волокна должен пройти через такие процессы, как печи окисления, печи карбонизации, печи графитизации, обработка поверхности и калибровка. В структуре волокна преобладает углеродное волокно.
Верхняя часть цепочки производства углеродного волокна относится к нефтехимической промышленности, и акрилонитрил в основном получают путем переработки сырой нефти, крекинга, окисления аммиака и т. д.; полиакрилонитрильное волокно-предшественник, углеродное волокно получают путем предварительного окисления и карбонизации волокна-предшественника, а композитный материал на основе углеродного волокна получают путем обработки углеродного волокна и высококачественной смолы для удовлетворения требований применения.
Процесс производства углеродного волокна в основном включает в себя вытяжку, вытяжку, стабилизацию, карбонизацию и графитизацию. Как показано на рисунке:
Рисунок:Это первый шаг в процессе производства углеродного волокна. В основном он разделяет сырье на волокна, что является физическим изменением. В ходе этого процесса происходит массоперенос и теплопередача между прядильной жидкостью и коагуляционной жидкостью, и, наконец, осаждение ПАН. Нити образуют гелевую структуру.
Составление:Для работы в сочетании с эффектом растяжения ориентированных волокон требуется температура от 100 до 300 градусов. Это также ключевой шаг в высоком модуле, высоком армировании, уплотнении и улучшении волокон ПАН.
Стабильность:Линейная макромолекулярная цепь термопластичного ПАН методом нагрева и окисления при 400 градусах преобразуется в непластичную термостойкую трапециевидную структуру, благодаря чему она не плавится и не воспламеняется при высокой температуре, сохраняя форму волокна, а термодинамика находится в стабильном состоянии.
Карбонизация:Необходимо вытеснить неуглеродные элементы из ПАН при температуре 1000–2000 градусов и в конечном итоге получить углеродные волокна с турбостратной графитовой структурой с содержанием углерода более 90%.
Графитизация: Для преобразования аморфных и турбостратных карбонизированных материалов в трехмерные графитовые структуры требуется температура от 2000 до 3000 градусов, что является основной технической мерой по улучшению модуля углеродных волокон.
Подробный процесс углеродного волокна от процесса производства сырого шелка до готового продукта заключается в том, что сырой шелк PAN производится предыдущим процессом производства сырого шелка. После предварительной вытяжки влажным теплом подающего устройства проволоки он последовательно переносится в печь предварительного окисления волочильной машиной. После выпекания при различных градиентных температурах в группе печей предварительного окисления образуются окисленные волокна, то есть предварительно окисленные волокна; предварительно окисленные волокна формируются в углеродные волокна после прохождения через среднетемпературные и высокотемпературные печи карбонизации; затем углеродные волокна подвергаются окончательной обработке поверхности, калибровке, сушке и другим процессам для получения изделий из углеродного волокна. Весь процесс непрерывной подачи проволоки и точного контроля, небольшая проблема в любом процессе повлияет на стабильное производство и качество конечного продукта из углеродного волокна. Производство углеродного волокна имеет длительный технологический процесс, много технических ключевых моментов и высокие производственные барьеры. Это интеграция нескольких дисциплин и технологий.
Выше показано производство углеродного волокна, давайте посмотрим, как используется ткань из углеродного волокна!
Переработка изделий из углеродного волокна
1. Резка
Препрег достают из холодильного хранилища при температуре минус 18 градусов. После пробуждения первым шагом является точная резка материала по схеме на автоматическом режущем станке.
2. Мощение
Вторым шагом является укладка препрега на укладочный инструмент и укладка различных слоев в соответствии с требованиями дизайна. Все процессы выполняются под лазерным позиционированием.
3. Формирование
С помощью автоматизированного манипуляционного робота преформа отправляется в формовочную машину для компрессионного формования.
4. Резка
После формовки заготовка отправляется на рабочую станцию режущего робота для четвертого этапа резки и снятия заусенцев, чтобы обеспечить размерную точность заготовки. Этот процесс также может выполняться на ЧПУ.
5. Уборка
Пятый шаг — очистка сухим льдом на станции очистки для удаления разделительного состава, что удобно для последующего процесса нанесения клея.
6. Клей
Шестой шаг — нанесение структурного клея на станции склеивающего робота. Положение склеивания, скорость склеивания и выход клея точно регулируются. Часть соединения с металлическими деталями заклепывается, что выполняется на станции клепания.
7. Проверка сборки
После нанесения клея внутренняя и внешняя панели собираются. После затвердевания клея выполняется обнаружение синего света для обеспечения точности размеров замочных скважин, точек, линий и поверхностей.
Углеродное волокно сложнее обрабатывать
Углеродное волокно обладает как высокой прочностью на разрыв углеродных материалов, так и мягкой обрабатываемостью волокон. Углеродное волокно — это новый материал с превосходными механическими свойствами. Возьмем в качестве примера углеродное волокно и нашу обычную сталь: прочность углеродного волокна составляет около 400–800 МПа, в то время как прочность обычной стали составляет 200–500 МПа. Если говорить о прочности, то углеродное волокно и сталь в основном похожи, и нет никакой очевидной разницы.
Углеродное волокно обладает более высокой прочностью и меньшим весом, поэтому углеродное волокно можно назвать королем новых материалов. Благодаря этому преимуществу при обработке композитов, армированных углеродным волокном (CFRP), матрица и волокна имеют сложные внутренние взаимодействия, что делает их физические свойства отличными от свойств металлов. Плотность CFRP намного меньше, чем у металлов, а прочность больше, чем у большинства металлов. Из-за неоднородности CFRP во время обработки часто происходит вытягивание волокон или отслоение волокон матрицы; CFRP обладает высокой термостойкостью и износостойкостью, что делает его более требовательным к оборудованию во время обработки, поэтому в процессе производства выделяется большое количество тепла резки, что более серьезно сказывается на износе оборудования.
В то же время, с постоянным расширением областей его применения, требования становятся все более деликатными, а требования к применимости материалов и требования к качеству углепластика становятся все более строгими, что также приводит к росту стоимости переработки.
Обработка плит из углеродного волокна
После того, как углеродное волокно отверждено и сформировано, требуется последующая обработка, например, резка и сверление, для требований точности или нужд сборки. При одинаковых условиях, таких как параметры процесса резки и глубина резания, выбор инструментов и сверл из разных материалов, размеров и форм будет иметь совершенно разные эффекты. В то же время, такие факторы, как прочность, направление, время и температура инструментов и сверл, также будут влиять на результаты обработки.
В процессе постобработки старайтесь выбирать острый инструмент с алмазным покрытием и твердосплавное сверло. Износостойкость инструмента и самого сверла определяет качество обработки и срок службы инструмента. Если инструмент и сверло недостаточно острые или используются неправильно, это не только ускорит износ, увеличит себестоимость обработки изделия, но и приведет к повреждению пластины, влияя на форму и размер пластины, а также на стабильность размеров отверстий и пазов на пластине. Вызывает послойное разрывание материала или даже разрушение блока, что приводит к слому всей платы.
При сверлениилисты углеродного волокна, чем выше скорость, тем лучше эффект. При выборе сверл, уникальная конструкция наконечника сверла PCD8 с торцевой кромкой больше подходит для листов углеродного волокна, она может лучше проникать в листы углеродного волокна и снижать риск расслоения.
При резке толстых листов углеродного волокна рекомендуется использовать двухлезвийную компрессионную фрезу с конструкцией левой и правой спиральной кромки. Эта острая режущая кромка имеет как верхние, так и нижние спиральные наконечники для балансировки осевой силы инструмента вверх и вниз во время резки. , чтобы гарантировать, что результирующая сила резания направлена на внутреннюю сторону материала, чтобы получить стабильные условия резания и подавить возникновение расслоения материала. Конструкция верхней и нижней ромбовидных кромок фрезера «Pineapple Edge» также может эффективно резать листы углеродного волокна. Его глубокая стружечная канавка может отводить много тепла резки за счет выброса стружки во время процесса резки, чтобы избежать повреждения свойств углеродного волокна. листа.
01 Непрерывное длинное волокно
Характеристики продукта:Самая распространенная форма продукции производителей углеродного волокна — жгут, состоящий из тысяч мононитей, которые делятся на три типа в зависимости от метода скручивания: NT (никогда не скрученные, раскрученные), UT (раскрученные, раскрученные), TT или ST (скрученные, скрученные), из которых NT является наиболее часто используемым углеродным волокном.
Основное применение:В основном используется для композитных материалов, таких как CFRP, CFRTP или C/C композитные материалы, а области применения включают авиационное/космическое оборудование, спортивные товары и детали промышленного оборудования.
02 Пряжа из штапельного волокна
Характеристики продукта:Короче говоря, пряжа из коротких волокон, спряденная из коротких углеродных волокон, таких как углеродные волокна общего назначения на основе пека, обычно представляет собой продукцию в виде коротких волокон.
Основные области применения:теплоизоляционные материалы, антифрикционные материалы, детали из углерод-углеродного композита и т. д.
03 Ткань из углеродного волокна
Характеристики продукта:Изготавливается из непрерывного углеродного волокна или пряжи из углеродного волокна. По способу плетения углеродные ткани можно разделить на тканые, трикотажные и нетканые. В настоящее время углеродные ткани обычно представляют собой тканые ткани.
Основное применение:То же самое, что и непрерывное углеродное волокно, в основном используется в композитных материалах, таких как CFRP, CFRTP или C/C композитные материалы, а области применения включают авиационное/космическое оборудование, спортивные товары и детали промышленного оборудования.
04 Плетеный ремень из углеродного волокна
Характеристики продукта:Он относится к типу тканей из углеродного волокна, которые также ткут из непрерывного углеродного волокна или пряжи из углеродного волокна.
Основное применение:В основном используется для армирующих материалов на основе смол, особенно для производства и обработки трубчатых изделий.
05 Рубленое углеродное волокно
Характеристики продукта:В отличие от пряжи из углеродного волокна, ее обычно изготавливают из непрерывного углеродного волокна путем рубленой обработки, а длина рубленого волокна может быть нарезана в соответствии с потребностями заказчика.
Основные области применения:Обычно используется в виде смеси пластиков, смол, цемента и т. д., путем смешивания с матрицей можно улучшить механические свойства, износостойкость, электропроводность и термостойкость; в последние годы армирующие волокна в композитах из углеродного волокна для 3D-печати в основном представляют собой рубленые углеродные волокна.
06 Шлифовка углеродного волокна
Характеристики продукта:Так как углеродное волокно является хрупким материалом, его можно изготовить в виде порошкообразного углеродного волокнистого материала после измельчения, то есть измельчения углеродного волокна.
Основное применение:похоже на рубленое углеродное волокно, но редко используется в армировании цемента; обычно используется в качестве соединения с пластиком, смолой, резиной и т. д. для улучшения механических свойств, износостойкости, электропроводности и термостойкости матрицы.
07 Коврик из углеродного волокна
Характеристики продукта:Основная форма — войлок или мат. Сначала короткие волокна наслаиваются механическим кардочесанием и другими методами, а затем готовятся иглопробиванием; также известный как нетканый материал из углеродного волокна, он относится к виду тканого материала из углеродного волокна.Основные области применения:Теплоизоляционные материалы, формованные подложки из теплоизоляционных материалов, термостойкие защитные слои и коррозионно-стойкие слои-подложки и т. д.
08 Бумага из углеродного волокна
Характеристики продукта:Изготавливается из углеродного волокна методом сухого или мокрого производства бумаги.
Основные области применения:антистатические пластины, электроды, диффузоры динамиков и нагревательные пластины; в последние годы популярными применениями являются новые материалы для катодов аккумуляторных батарей транспортных средств и т. д.
09 Препрег из углеродного волокна
Характеристики продукта:полутвердый промежуточный материал, изготовленный из термореактивной смолы, пропитанной углеродным волокном, который обладает превосходными механическими свойствами и широко применяется; ширина препрега из углеродного волокна зависит от размера технологического оборудования, и общие спецификации включают ширину препрега 300 мм, 600 мм и 1000 мм.
Основное применение:авиационное/космическое оборудование, спортивные товары и промышленное оборудование и т. д.
010 композитный материал из углеродного волокна
Характеристики продукта:Материал для литья под давлением изготавливается из термопластичной или термореактивной смолы, смешанной с углеродным волокном, в смесь добавляются различные добавки и рубленые волокна, а затем она проходит процесс компаундирования.
Основное применение:Благодаря превосходной электропроводности, высокой жесткости и легкому весу материал в основном используется в корпусах оборудования и других изделиях.
Мы также производимстекловолокно прямой ровинг,стекловолоконные маты, сетка из стекловолокна, истекловолоконный ровинг.
Связаться с нами :
Номер телефона:+8615823184699
Номер телефона: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Время публикации: 01 июня 2022 г.
