Mill-Fibra għall-Prodott - Fehim Profond tal-Fibra tal-Karbonju

L-ewwel issir taf il-fibra tal-karbonju

Il-fibra tal-karbonju hija materjal tal-fibra b'kontenut ta 'karbonju ta' aktar minn 95 fil-mija. Għandu proprjetajiet mekkaniċi, kimiċi, elettriċi u eċċellenti oħra eċċellenti. Huwa s-"king ta 'materjali ġodda" u materjal strateġiku li huwa nieqes mill-iżvilupp militari u ċivili. Magħruf bħala "Deheb Iswed".

Hija, magħrufa bħala materjal nobbli

Ħafna flus, pulzier deheb

Hija l-arma tal-parti tat-tlielaq tad-drag u l-"żiemel skur" fl-industrija tal-materjal

hija fibra tal-karbonju

Dak li jara kulħadd huwa l-linja tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju

ir-riċerka u l-iżvilupp kompletament indipendenti ta 'pajjiżi tal-linja ta' produzzjoni tal-fibra tal-karbonju 100-tunnellata T1000

fibra tal-karbonju Slender

Kif issir?

It-teknoloġija tal-proċess tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju żviluppat s'issa u mmaturat. Bl-iżvilupp kontinwu ta 'materjali komposti tal-fibra tal-karbonju, huwa aktar u aktar iffavorit mill-oqsma kollha tal-ħajja, speċjalment it-tkabbir qawwi ta' l-avjazzjoni, karozzi, ferroviji, xfafar ta 'enerġija mir-riħ, eċċ u r-rwol tas-sewqan tiegħu, l-iżvilupp ta' l-industrija tal-fibra tal-karbonju . Il-prospetti huma saħansitra usa'.

Il-katina tal-industrija tal-fibra tal-karbonju tista 'tinqasam f'upstream u downstream. Upstream normalment jirreferi għall-produzzjoni ta 'materjali speċifiċi għall-fibra tal-karbonju; downstream normalment jirreferi għall-produzzjoni ta 'komponenti ta' applikazzjoni tal-fibra tal-karbonju. Kumpaniji bejn upstream u downstream jistgħu jaħsbu minnhom bħala fornituri ta 'tagħmir fil-proċess tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju. Kif muri fil-figura:

Fil-upstream tal-katina tal-industrija tal-fibra tal-karbonju, il-proċess kollu mill-ħarir mhux maħdum għal fibra tal-karbonju jeħtieġ li jgħaddi minn forn ta 'ossidazzjoni, forn ta' karbonizzazzjoni, forn ta 'grafitizzazzjoni, trattament tal-wiċċ, daqs u proċessi oħra. Struttura tal-fibra ddominata minn fibra tal-karbonju.

Il-upstream tal-katina tal-industrija tal-fibra tal-karbonju jappartjeni għall-industrija petrokimika, li prinċipalment tikseb akrilonitrile permezz ta 'raffinar taż-żejt mhux raffinat, qsim, ossidazzjoni tal-ammonja u proċessi oħra; L-intrapriżi tal-fibra tal-karbonju jiġġeneraw polyacrylonitrile billi polimerizzaw il-materja prima magħmula prinċipalment minn acrylonitrile, u mbagħad idawwarha biex tikseb polyacrylonitrile. Fibra prekursur tal-polyacrylonitrile, fibra tal-karbonju tinkiseb billi tiġi ossidizzata minn qabel u karbonizzata l-fibra prekursur, u materjal kompost tal-fibra tal-karbonju jinkiseb billi tipproċessa fibra tal-karbonju u reżina ta 'kwalità għolja biex tissodisfa r-rekwiżiti tal-applikazzjoni.

Il-proċess tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju prinċipalment jinkludi: tpinġija, tpinġija, stabbilizzazzjoni, karbonizzazzjoni, u grafitizzazzjoni. Kif muri fil-figura:

Tpinġija: Dan huwa l-ewwel pass fil-proċess tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju. Prinċipalment tissepara l-materja prima f'fibri, li hija bidla fiżika. Matul dan il-proċess, it-trasferiment tal-massa u t-trasferiment tas-sħana bejn il-likwidu tal-għażil u l-likwidu tal-koagulazzjoni, u finalment il-preċipitazzjoni PAN. Filamenti li jiffurmaw struttura tal-ġel.

Abbozzar: jeħtieġ temperatura ta '100 sa 300 grad biex topera flimkien ma' l-effett ta 'tiġbid ta' fibri orjentati. Huwa wkoll pass ewlieni fil-modulu għoli, rinfurzar għoli, densifikazzjoni u rfinar tal-fibri PAN.

Stabbiltà: Il-katina makromolekulari lineari PAN termoplastika tinbidel fi struttura trapezojdali mhux tal-plastik reżistenti għas-sħana bil-metodu ta 'tisħin u ossidazzjoni f'400 grad, sabiex ma tinħallx u ma jaqbadx f'temperatura għolja, u żżomm il-forma tal-fibra. , u t-termodinamika tinsab fi stat stabbli.

Karbonizzazzjoni: Huwa meħtieġ li jitkeċċew elementi mhux tal-karbonju f'PAN f'temperatura ta' 1,000 sa 2,000 gradi, u fl-aħħar jiġu ġġenerati fibri tal-karbonju bi struttura tal-grafita turbostratika b'kontenut ta' karbonju ta' aktar minn 90 fil-mija.

Grafitizzazzjoni: Jeħtieġ temperatura ta' 2,000 sa 3,000 gradi biex tikkonverti materjali karbonizzati amorfi u turbostratiċi fi strutturi tridimensjonali tal-grafita, li hija l-miżura teknika ewlenija biex ittejjeb il-modulu tal-fibri tal-karbonju .

Il-proċess dettaljat tal-fibra tal-karbonju mill-proċess tal-produzzjoni tal-ħarir mhux ipproċessat sal-prodott lest huwa li l-ħarir mhux ipproċessat PAN huwa prodott mill-proċess ta 'produzzjoni tal-ħarir mhux ipproċessat preċedenti. Wara tpinġija minn qabel bis-sħana mxarrba tal-alimentatriċi tal-wajer, hija trasferita b'mod sekwenzjali għall-forn ta 'pre-ossidazzjoni mill-magna tat-tpinġija. Wara li jkun moħmi f'temperaturi ta 'gradjent differenti fil-grupp tal-forn ta' qabel l-ossidazzjoni, huma ffurmati fibri ossidizzati, jiġifieri fibri pre-ossidati; il-fibri pre-ossidati huma ffurmati f'fibri tal-karbonju wara li jgħaddu minn fran ta 'karbonizzazzjoni ta' temperatura medja u ta 'temperatura għolja; il-fibri tal-karbonju mbagħad jiġu soġġetti għal trattament tal-wiċċ finali, id-daqs, it-tnixxif u proċessi oħra biex jinkisbu prodotti tal-fibra tal-karbonju. . Il-proċess kollu ta 'tmigħ tal-wajer kontinwu u kontroll preċiż, problema żgħira fi kwalunkwe proċess se jaffettwa l-produzzjoni stabbli u l-kwalità tal-prodott finali tal-fibra tal-karbonju. Il-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju għandha fluss ta 'proċess twil, ħafna punti ewlenin tekniċi, u ostakoli għoljin għall-produzzjoni. Hija integrazzjoni ta 'dixxiplini u teknoloġiji multipli.

Dan ta 'hawn fuq huwa l-manifattura tal-fibra tal-karbonju, ejja nagħtu ħarsa lejn kif tintuża l-fibra tal-karbonju!

Ipproċessar ta 'prodotti tal-fibra tal-karbonju

1. Qtugħ

Il-prepreg jinħareġ mill-ħażna kiesħa f'minus 18-il grad. Wara l-qawmien, l-ewwel pass huwa li tnaqqas b'mod preċiż il-materjal skont id-dijagramma tal-materjal fuq il-magna tat-tqattigħ awtomatika.

2. Pavimentar

It-tieni pass huwa li tpoġġi l-prepreg fuq l-għodda tat-tqegħid, u tpoġġi saffi differenti skont ir-rekwiżiti tad-disinn. Il-proċessi kollha jitwettqu taħt pożizzjonar bil-lejżer.

3. Formazzjoni

Permezz ta 'robot tal-immaniġġjar awtomatizzat, il-preforma tintbagħat lill-magna tal-iffurmar għall-iffurmar tal-kompressjoni.

4. Qtugħ

Wara l-iffurmar, il-biċċa tax-xogħol tintbagħat lill-istazzjon tax-xogħol tar-robot tat-tqattigħ għar-raba 'pass ta' qtugħ u deburring biex tiġi żgurata l-eżattezza dimensjonali tal-biċċa tax-xogħol. Dan il-proċess jista 'jitħaddem ukoll fuq CNC.

5. Tindif

Il-ħames pass huwa li twettaq tindif tas-silġ niexef fl-istazzjon tat-tindif biex tneħħi l-aġent tar-rilaxx, li huwa konvenjenti għall-proċess ta 'kisi tal-kolla sussegwenti.

6. Kolla

Is-sitt pass huwa li tapplika kolla strutturali fl-istazzjon tar-robot tal-inkullar. Il-pożizzjoni tal-inkullar, il-veloċità tal-kolla u l-output tal-kolla huma kollha aġġustati b'mod preċiż. Parti mill-konnessjoni mal-partijiet tal-metall hija irbattuta, li titwettaq fl-istazzjon tal-irbattar.

7. Spezzjoni tal-assemblaġġ

Wara li tiġi applikata l-kolla, il-pannelli ta 'ġewwa u ta' barra jiġu mmuntati. Wara li l-kolla titfejjaq, issir skoperta tad-dawl blu biex tiġi żgurata l-eżattezza dimensjonali ta 'toqob, punti, linji u uċuħ ewlenin.

Il-fibra tal-karbonju hija aktar diffiċli biex tiġi pproċessata

Il-fibra tal-karbonju għandha kemm is-saħħa qawwija tat-tensjoni tal-materjali tal-karbonju kif ukoll il-proċessabbiltà ratba tal-fibri. Il-fibra tal-karbonju hija materjal ġdid bi proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti.

Is-saħħa tal-fibra tal-karbonju CFRP hija ogħla b'mod sinifikanti minn dik tal-fibra tal-ħġieġ GFRP 

Ħu l-fibra tal-karbonju u l-azzar komuni tagħna bħala eżempju, qabbel dawn iż-żewġ stampi, is-saħħa tal-fibra tal-karbonju hija madwar 400 sa 800 MPa, filwaqt li s-saħħa tal-azzar ordinarju hija 200 sa 500 MPa. Meta wieħed iħares lejn it-toughness, il-fibra tal-karbonju u l-azzar huma bażikament simili, u m'hemm l-ebda differenza ovvja.

Il-fibra tal-karbonju għandha saħħa ogħla u piż eħfef, għalhekk il-fibra tal-karbonju tista 'tissejjaħ ir-re ta' materjali ġodda. Minħabba dan il-vantaġġ, matul l-ipproċessar ta 'komposti rinfurzati bil-fibra tal-karbonju (CFRP), il-matriċi u l-fibri għandhom interazzjonijiet interni kumplessi, li jagħmlu l-proprjetajiet fiżiċi tagħhom differenti minn dawk tal-metalli. Id-densità tas-CFRP hija ħafna iżgħar minn dik tal-metalli, filwaqt li s-saħħa hija akbar mill-biċċa l-kbira tal-metalli. Minħabba n-nuqqas ta 'omoġeneità ta' CFRP, il-ġbid tal-fibra jew distakk tal-fibra tal-matriċi spiss iseħħ waqt l-ipproċessar; CFRP għandu reżistenza għolja tas-sħana u reżistenza għall-ilbies, li jagħmilha aktar eżiġenti fuq it-tagħmir waqt l-ipproċessar, għalhekk Ammont kbir ta 'sħana tat-tqattigħ huwa ġġenerat fil-proċess ta' produzzjoni, li huwa aktar serju għall-ilbies tat-tagħmir.

Fl-istess ħin, bl-espansjoni kontinwa tal-oqsma ta 'applikazzjoni tagħha, ir-rekwiżiti qed isiru aktar u aktar delikati, u r-rekwiżiti għall-applikabbiltà tal-materjali u r-rekwiżiti ta' kwalità għal CFRP qed isiru aktar u aktar stretti, li tikkawża wkoll l-ispiża tal-ipproċessar li tqum.

Ipproċessar ta 'bord tal-fibra tal-karbonju

Wara li l-bord tal-fibra tal-karbonju jiġi vulkanizzat u ffurmat, post-ipproċessar bħal qtugħ u tħaffir huma meħtieġa għal rekwiżiti ta 'preċiżjoni jew ħtiġijiet ta' assemblaġġ. Taħt l-istess kundizzjonijiet ta 'parametri tal-proċess tat-tqattigħ, fond tat-tqattigħ, eċċ., L-għażla ta' għodod u drillijiet ta 'materjali, daqsijiet u forom differenti se jkollhom effetti differenti ħafna. Fl-istess ħin, fatturi bħas-saħħa, id-direzzjoni, il-ħin u t-temperatura ta 'l-għodda u l-eżerċizzji se jaffettwaw ukoll ir-riżultati ta' l-ipproċessar.

Fil-proċess ta 'wara l-ipproċessar, ipprova agħżel għodda li taqta' b'kisja tad-djamanti u bit drill bit tal-karbur solidu. Ir-reżistenza għall-ilbies tal-għodda u t-drill bit innifsu jiddetermina l-kwalità tal-ipproċessar u l-ħajja tas-servizz tal-għodda. Jekk l-għodda u t-drill bit ma jaqtgħux biżżejjed jew jintużaw b'mod mhux xieraq, mhux biss se jaċċelleraw l-użu u kedd, iżidu l-ispiża tal-ipproċessar tal-prodott, iżda wkoll jikkawżaw ħsara lill-pjanċa, li jaffettwaw il-forma u d-daqs tal-pjanċa u l- stabbiltà tad-dimensjonijiet tat-toqob u l-iskanalaturi fuq il-pjanċa. Jikkawża dmugħ f'saffi tal-materjal, jew saħansitra kollass tal-blokk, li jirriżulta fl-iskrappjar tal-bord kollu.

Meta tħaffir folji tal-fibra tal-karbonju, aktar ma tkun mgħaġġla l-veloċità, aħjar l-effett. Fl-għażla ta 'drill bits, id-disinn uniku tat-tarf tat-trapan tal-bit drill bit-tarf tal-wiċċ PCD8 huwa aktar adattat għal folji tal-fibra tal-karbonju, li jistgħu jippenetraw aħjar il-folji tal-fibra tal-karbonju u jnaqqas ir-riskju ta' delamination

Meta taqta 'folji ħoxnin tal-fibra tal-karbonju, huwa rakkomandat li tuża cutter tat-tħin tal-kompressjoni b'tarf doppju b'disinn tat-tarf helical tax-xellug u tal-lemin. Dan it-tarf tat-tqattigħ li jaqtgħu għandu ponot helical tat-tqattigħ ta 'fuq u t'isfel, li jibbilanċjaw il-forza axjali tal-għodda 'l fuq u' l isfel waqt it-tqattigħ. , biex jiġi żgurat li l-forza tat-tqattigħ li tirriżulta hija diretta lejn in-naħa ta 'ġewwa tal-materjal, sabiex tikseb kundizzjonijiet ta' qtugħ stabbli u irażżan l-okkorrenza ta 'delaminazzjoni tal-materjal. Id-disinn tat-truf ta 'fuq u t'isfel f'forma ta' djamant tar-router "Pineapple Edge" jista 'wkoll jaqta' b'mod effettiv folji tal-fibra tal-karbonju. Il-flawt taċ-ċippa fil-fond tiegħu jista 'jneħħi ammont kbir ta' sħana tat-tqattigħ permezz tal-ħruġ taċ-ċipep matul il-proċess tat-tqattigħ, sabiex tiġi evitata ħsara lill-fibra tal-karbonju. proprjetajiet tal-folja.