fibra de carbono é un material de fibra cun contido de carbono superior ao 95 %. Ten excelentes propiedades mecánicas, químicas, eléctricas e outras excelentes propiedades. É o "rei dos novos materiais" e un material estratéxico que carece de desenvolvemento militar e civil. Coñecido como "ouro negro".
A liña de produción de fibra de carbono é a seguinte:
Como se fabrica a delgada fibra de carbono?
A tecnoloxía do proceso de produción de fibra de carbono desenvolveuse e madurou ata o de agora. Co desenvolvemento continuo dos materiais compostos de fibra de carbono, cada vez é máis favorecida por todos os ámbitos da vida, especialmente o forte crecemento da aviación, o automóbil, o ferrocarril, as palas de enerxía eólica, etc. e o seu efecto impulsor, o desenvolvemento da industria da fibra de carbono. As perspectivas son aínda máis amplas.
A cadea da industria da fibra de carbono pódese dividir en augas arriba e augas abaixo. A augas arriba adoita referirse á produción de materiais específicos para a fibra de carbono; a augas abaixo adoita referirse á produción de compoñentes para aplicacións de fibra de carbono. As empresas situadas entre as augas arriba e as augas abaixo poden consideralas provedoras de equipos no proceso de produción de fibra de carbono. Como se mostra na figura:
Todo o proceso, dende a seda crúa ata a fibra de carbono, augas arriba da cadea industrial da fibra de carbono, debe pasar por procesos como fornos de oxidación, fornos de carbonización, fornos de grafitización, tratamento superficial e encolado. A estrutura da fibra está dominada pola fibra de carbono.
A parte superior da cadea da industria da fibra de carbono pertence á industria petroquímica, e o acrilonitrilo obtense principalmente mediante o refinado do petróleo cru, o craqueamento, a oxidación de amoníaco, etc.; a fibra precursora de poliacrilonitrilo, a fibra de carbono obtense mediante a preoxidación e carbonización da fibra precursora, e o material composto de fibra de carbono obtense mediante o procesamento de fibra de carbono e resina de alta calidade para cumprir os requisitos da aplicación.
O proceso de produción de fibra de carbono inclúe principalmente o estirado, o estiramento, a estabilización, a carbonización e a grafitización. Como se mostra na figura:
Debuxo:Este é o primeiro paso no proceso de produción da fibra de carbono. Separa principalmente as materias primas en fibras, o que supón un cambio físico. Durante este proceso, prodúcese a transferencia de masa e de calor entre o líquido de fiación e o líquido de coagulación e, finalmente, a precipitación de PAN. Os filamentos forman unha estrutura de xel.
Redacción:require unha temperatura de entre 100 e 300 graos para funcionar en conxunto co efecto de estiramento das fibras orientadas. Tamén é un paso clave no alto módulo, alto reforzo, densificación e refinamento das fibras PAN.
Estabilidade:A cadea macromolecular lineal PAN termoplástica transfórmase nunha estrutura trapezoidal resistente á calor non plástica mediante o método de quecemento e oxidación a 400 graos, de xeito que non se funde nin é inflamable a altas temperaturas, mantendo a forma da fibra e a termodinámica está nun estado estable.
Carbonización:É necesario expulsar os elementos non carbonosos do PAN a unha temperatura de entre 1.000 e 2.000 graos e, finalmente, xerar fibras de carbono cunha estrutura de grafito turboestratico cun contido de carbono superior ao 90 %.
Grafitización: Require unha temperatura de 2.000 a 3.000 graos para converter materiais carbonizados amorfos e turboestáticos en estruturas de grafito tridimensionais, que é a principal medida técnica para mellorar o módulo das fibras de carbono.
O proceso detallado da fibra de carbono, desde o proceso de produción de seda crúa ata o produto acabado, consiste en que a seda crúa PAN se produce mediante o proceso de produción de seda crúa anterior. Despois do preestirado pola calor húmida do alimentador de arame, a máquina de estirado transfírese secuencialmente ao forno de preoxidación. Despois de cocerse a diferentes temperaturas de gradiente no grupo do forno de preoxidación, fórmanse fibras oxidadas, é dicir, fibras preoxidadas; as fibras preoxidadas fórmanse en fibras de carbono despois de pasar por fornos de carbonización de temperatura media e alta; as fibras de carbono sométense entón a un tratamento superficial final, dimensionamento, secado e outros procesos para obter produtos de fibra de carbono. Todo o proceso de alimentación continua do arame e control preciso, un pequeno problema en calquera proceso afectará a produción estable e a calidade do produto final de fibra de carbono. A produción de fibra de carbono ten un fluxo de proceso longo, moitos puntos clave técnicos e altas barreiras de produción. É unha integración de múltiples disciplinas e tecnoloxías.
O anterior é a fabricación de fibra de carbono, vexamos como se usa o tecido de fibra de carbono!
Procesamento de produtos de tecido de fibra de carbono
1. Corte
O preimpregnado sácase da cámara frigorífica a -18 graos. Despois de espertar, o primeiro paso é cortar con precisión o material segundo o diagrama de materiais na máquina de corte automática.
2. Pavimentación
O segundo paso é colocar preimpregnado sobre a ferramenta de colocación e colocar diferentes capas segundo os requisitos do deseño. Todos os procesos lévanse a cabo baixo posicionamento láser.
3. Formación
Mediante un robot de manipulación automatizada, a preforma envíase á máquina de moldeo para o moldeo por compresión.
4. Corte
Despois do conformado, a peza envíase á estación de traballo do robot de corte para o cuarto paso de corte e desbarbado para garantir a precisión dimensional da peza. Este proceso tamén se pode operar en CNC.
5. Limpeza
O quinto paso é realizar unha limpeza con xeo seco na estación de limpeza para eliminar o axente desmoldante, o que é conveniente para o proceso posterior de revestimento de cola.
6. Cola
O sexto paso é aplicar cola estrutural na estación do robot de encolado. A posición de encolado, a velocidade da cola e a saída da cola axústanse con precisión. Parte da conexión coas pezas metálicas está remachada, o que se leva a cabo na estación de remachado.
7. Inspección da montaxe
Despois de aplicar a cola, móntanse os paneis interior e exterior. Unha vez curada a cola, realízase unha detección de luz azul para garantir a precisión dimensional dos buratos das fechaduras, puntos, liñas e superficies.
A fibra de carbono é máis difícil de procesar
A fibra de carbono ten tanto a forte resistencia á tracción dos materiais de carbono como a suave procesabilidade das fibras. A fibra de carbono é un material novo con excelentes propiedades mecánicas. Tomemos como exemplo a fibra de carbono e o noso aceiro común: a resistencia da fibra de carbono é duns 400 a 800 MPa, mentres que a resistencia do aceiro ordinario é de 200 a 500 MPa. En canto á tenacidade, a fibra de carbono e o aceiro son basicamente similares e non hai unha diferenza obvia.
A fibra de carbono ten maior resistencia e un peso máis lixeiro, polo que se pode chamar a fibra de carbono o rei dos novos materiais. Debido a esta vantaxe, durante o procesamento de materiais compostos reforzados con fibra de carbono (CFRP), a matriz e as fibras teñen interaccións internas complexas, o que fai que as súas propiedades físicas sexan diferentes ás dos metais. A densidade do CFRP é moito menor que a dos metais, mentres que a resistencia é maior que a da maioría dos metais. Debido á inhomoxeneidade do CFRP, a extracción de fibra ou o desprendemento de fibra de matriz adoitan producirse durante o procesamento; o CFRP ten unha alta resistencia á calor e ao desgaste, o que o fai máis esixente para o equipo durante o procesamento, polo que se xera unha gran cantidade de calor de corte no proceso de produción, o que é máis grave para o desgaste do equipo.
Ao mesmo tempo, coa continua expansión dos seus campos de aplicación, os requisitos son cada vez máis delicados, e os requisitos para a aplicabilidade dos materiais e os requisitos de calidade para CFRP son cada vez máis estritos, o que tamén provoca un aumento do custo de procesamento.
Procesamento de placas de fibra de carbono
Despois de que a placa de fibra de carbono estea curada e formada, requírese un posprocesamento como o corte e a perforación para os requisitos de precisión ou as necesidades de montaxe. En condicións como os parámetros do proceso de corte e a profundidade de corte, a selección de ferramentas e brocas de diferentes materiais, tamaños e formas terá efectos moi diferentes. Ao mesmo tempo, factores como a resistencia, a dirección, o tempo e a temperatura das ferramentas e brocas tamén afectarán os resultados do procesamento.
No proceso de posprocesamento, intente escoller unha ferramenta afiada con revestimento de diamante e unha broca de carburo sólido. A resistencia ao desgaste da ferramenta e da propia broca determina a calidade do procesamento e a vida útil da ferramenta. Se a ferramenta e a broca non son o suficientemente afiadas ou se usan incorrectamente, non só acelerará o desgaste e aumentará o custo de procesamento do produto, senón que tamén causará danos na placa, afectando á forma e ao tamaño da placa e á estabilidade das dimensións dos buratos e ranuras da placa. Provoca roturas en capas do material ou incluso o colapso do bloque, o que resulta no raspado de toda a placa.
Ao perforarláminas de fibra de carbono, canto máis rápida sexa a velocidade, mellor será o efecto. Na selección de brocas, o deseño único da punta da broca de bordo frontal PCD8 é máis axeitado para láminas de fibra de carbono, que poden penetrar mellor nas láminas de fibra de carbono e reducir o risco de delaminación.
Ao cortar láminas grosas de fibra de carbono, recoméndase usar unha fresa de compresión de dobre fío cun deseño de bordo helicoidal esquerdo e dereito. Este bordo de corte afiado ten puntas helicoidais superiores e inferiores para equilibrar a forza axial da ferramenta cara arriba e cara abaixo durante o corte, para garantir que a forza de corte resultante se dirixa cara ao lado interior do material, para obter condicións de corte estables e suprimir a aparición de delaminación do material. O deseño dos bordos superior e inferior en forma de diamante da fresadora "Pineapple Edge" tamén pode cortar eficazmente láminas de fibra de carbono. A súa profunda canle de virutas pode eliminar moita calor de corte a través da descarga de virutas durante o proceso de corte, para evitar danos nas propiedades da lámina de fibra de carbono.
01 Fibra longa continua
Características do produto:A forma de produto máis común dos fabricantes de fibra de carbono, o feixe está composto por miles de monofilamentos, que se dividen en tres tipos segundo o método de torsión: NT (Never Twisted, untwisted), UT (Untwisted, untwisted), TT ou ST (Twisted, twisted), dos cales NT é a fibra de carbono máis utilizada.
Aplicación principal:Úsase principalmente para materiais compostos como CFRP, CFRTP ou materiais compostos C/C, e os campos de aplicación inclúen equipos aeronáuticos/aeroespaciais, artigos deportivos e pezas de equipos industriais.
02 Fío de fibra discontinua
Características do produto:Fío de fibra curta para fíos curtos, fiados a partir de fibras de carbono curtas, como as fibras de carbono de uso xeral a base de brea, adoitan ser produtos en forma de fibras curtas.
Usos principais:materiais de illamento térmico, materiais antifricción, pezas compostas C/C, etc.
03 Tecido de fibra de carbono
Características do produto:Está feito de fibra de carbono continua ou fío fiado de fibra de carbono. Segundo o método de tecido, os tecidos de fibra de carbono pódense dividir en tecidos, tecidos de punto e tecidos non tecidos. Na actualidade, os tecidos de fibra de carbono adoitan ser tecidos.
Aplicación principal:O mesmo que a fibra de carbono continua, úsase principalmente en materiais compostos como CFRP, CFRTP ou materiais compostos C/C, e os campos de aplicación inclúen equipos aeronáuticos/aeroespaciais, artigos deportivos e pezas de equipos industriais.
04 Cinto trenzado de fibra de carbono
Características do produto:Pertence a un tipo de tecido de fibra de carbono, que tamén está tecido a partir de fibra de carbono continua ou fío fiado de fibra de carbono.
Uso principal:Úsase principalmente para materiais de reforzo a base de resina, especialmente para a produción e o procesamento de produtos tubulares.
05 Fibra de carbono cortada
Características do produto:A diferenza do concepto de fío fiado de fibra de carbono, normalmente prepárase a partir de fibra de carbono continua mediante procesamento picado, e a lonxitude picada da fibra pódese cortar segundo as necesidades do cliente.
Usos principais:Normalmente úsase como unha mestura de plásticos, resinas, cemento, etc., ao mesturalos na matriz, pódense mellorar as propiedades mecánicas, a resistencia ao desgaste, a condutividade eléctrica e a resistencia á calor; nos últimos anos, as fibras de reforzo nos materiais compostos de fibra de carbono para impresión 3D son principalmente fibras de carbono picadas.
06 Moenda de fibra de carbono
Características do produto:Dado que a fibra de carbono é un material fráxil, pódese preparar en material de fibra de carbono en po despois da moenda, é dicir, moendo fibra de carbono.
Aplicación principal:semellante á fibra de carbono picada, pero raramente utilizada no reforzo do cemento; normalmente úsase como un composto de plástico, resina, goma, etc. para mellorar as propiedades mecánicas, a resistencia ao desgaste, a condutividade eléctrica e a resistencia á calor da matriz.
07 Alfombra de fibra de carbono
Características do produto:A forma principal é feltro ou estera. Primeiro, as fibras curtas colócanse en capas mediante cardado mecánico e outros métodos e despois prepáranse mediante perforación con agulla; tamén coñecido como tecido non tecido de fibra de carbono, pertence a un tipo de tecido de fibra de carbono.Usos principais:materiais de illamento térmico, substratos de material de illamento térmico moldeado, capas protectoras resistentes á calor e substratos de capas resistentes á corrosión, etc.
08 Papel de fibra de carbono
Características do produto:Prepárase a partir de fibra de carbono mediante un proceso de fabricación de papel seco ou húmido.
Usos principais:placas antiestáticas, eléctrodos, conos de altofalantes e placas de calefacción; as aplicacións en quente nos últimos anos son novos materiais de cátodo de baterías de vehículos de enerxía, etc.
09 Preimpregnado de fibra de carbono
Características do produto:Un material intermedio semiendurecido feito de resina termoendurecible impregnada de fibra de carbono, que ten excelentes propiedades mecánicas e é amplamente utilizado; a anchura do prepreg de fibra de carbono depende do tamaño do equipo de procesamento e as especificacións comúns inclúen material prepreg de 300 mm, 600 mm e 1000 mm de anchura.
Aplicación principal:equipamento aeronáutico/aeroespacial, artigos deportivos e equipamento industrial, etc.
Material composto de fibra de carbono 010
Características do produto:Material de moldeo por inxección feito de resina termoplástica ou termoendurecible mesturada con fibra de carbono, á que se lle engaden varios aditivos e fibras picadas e logo sofre un proceso de composición.
Aplicación principal:Baseándose na excelente condutividade eléctrica, alta rixidez e vantaxes de lixeireza do material, úsase principalmente en carcasas de equipos e outros produtos.
Tamén producimosmecha directa de fibra de vidro,tapetes de fibra de vidro, malla de fibra de vidro, emecha tecida de fibra de vidro.
Contacta connosco:
Número de teléfono: +8615823184699
Número de teléfono: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Data de publicación: 01-06-2022
