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Fibra di carbonio è un materiale in fibra con un contenuto di carbonio superiore al 95%. Ha eccellenti proprietà meccaniche, chimiche, elettriche e altre eccellenti. È il "re dei nuovi materiali" e un materiale strategico che manca allo sviluppo militare e civile. Noto come "oro nero".

La linea di produzione di fibra di carbonio è la seguente:

Come viene prodotta la fibra di carbonio sottile?

La tecnologia del processo di produzione in fibra di carbonio si è sviluppata finora e è maturata. Con il continuo sviluppo di materiali compositi in fibra di carbonio, è sempre più favorito da tutti i ceti sociali, in particolare dalla forte crescita di aviazione, automobile, ferrovia, pale dell'energia eolica, ecc. E il suo effetto di guida, lo sviluppo dell'industria delle fibre di carbonio. Le prospettive sono ancora più ampie.

La catena dell'industria in fibra di carbonio può essere divisa in a monte e a valle. A monte di solito si riferisce alla produzione di materiali specifici per fibra di carbonio; a valle di solito si riferisce alla produzione di componenti dell'applicazione in fibra di carbonio. Le aziende tra a monte e a valle possono pensarle come fornitori di attrezzature nel processo di produzione in fibra di carbonio. Come mostrato nella figura:

L'intero processo dalla seta grezza a fibra di carbonio a monte della catena dell'industria in fibra di carbonio deve passare attraverso processi come forni di ossidazione, forni di carbonizzazione, forni di grafitizzazione, trattamento superficiale e dimensionamento. La struttura in fibra è dominata dalla fibra di carbonio.

La catena dell'industria in fibra di carbonio appartiene all'industria petrolchimica e l'acrilonitrile si ottiene principalmente attraverso la raffinazione del petrolio greggio, il cracking, l'ossidazione dell'ammoniaca, ecc.; La fibra precursore di poliacrilonitrile, la fibra di carbonio si ottiene pre-ossidando e carbonizzando la fibra precursore e il materiale composito in fibra di carbonio si ottiene trasformando fibra di carbonio e resina di alta qualità per soddisfare i requisiti di applicazione.

Il processo di produzione di fibra di carbonio include principalmente disegno, redazione, stabilizzazione, carbonizzazione e grafitizzazione. Come mostrato nella figura:

Disegno:Questo è il primo passo nel processo di produzione della fibra di carbonio. Separa principalmente le materie prime in fibre, che è un cambiamento fisico. Durante questo processo, il trasferimento di massa e il trasferimento di calore tra il liquido rotante e il liquido di coagulazione e infine le precipitazioni in pan. I filamenti formano una struttura in gel.

Redazione:Richiede una temperatura da 100 a 300 gradi per funzionare in combinazione con l'effetto di allungamento delle fibre orientate. È anche un passo chiave nell'alto modulo, ad alto rinforzo, densificazione e perfezionamento delle fibre di pan.

Stabilità:La catena macromolecolare lineare di panoramica termoplastica viene trasformata in una struttura trapezoidale resistente al calore non plastica con il metodo di riscaldamento e ossidazione a 400 gradi, in modo che sia non fusione e non infiammabile ad alta temperatura, mantenendo la forma della fibra e la termodinamica è in uno stato stabile.

Carbonizzazione:È necessario scacciare elementi non carbonio in PAN a una temperatura da 1.000 a 2.000 gradi e infine generare fibre di carbonio con una struttura turbostratica di grafite con un contenuto di carbonio superiore al 90%.

Tessuto in fibra di carbonio

Grafitizzazione: richiede una temperatura da 2.000 a 3.000 gradi per convertire materiali carbonizzati amorfi e turbotratici in strutture di grafite tridimensionale, che è la principale misura tecnica per migliorare il modulo delle fibre di carbonio.

Il processo dettagliato di fibra di carbonio dal processo di produzione di seta grezza al prodotto finito è che la seta grezza di Pan è prodotta dal precedente processo di produzione di seta grezza. Dopo aver pre-disegnata dal calore umido dell'alimentatore del filo, viene trasferito in sequenza nel forno di pre-ossidazione dalla macchina da disegno. Dopo essere stati cotti a diverse temperature del gradiente nel gruppo del forno di pre-ossidazione, si formano fibre ossidate, ovvero fibre pre-ossidate; Le fibre pre-ossidate sono formate in fibre di carbonio dopo aver attraversato forni di carbonizzazione a media temperatura e ad alta temperatura; Le fibre di carbonio sono quindi sottoposte a trattamento finale di superficie, dimensionamento, asciugatura e altri processi per ottenere prodotti in fibra di carbonio. . L'intero processo di alimentazione a filo continuo e un controllo preciso, un piccolo problema in qualsiasi processo influenzerà la produzione stabile e la qualità del prodotto finale in fibra di carbonio. La produzione in fibra di carbonio ha un lungo flusso di processo, molti punti chiave tecnici e elevate barriere di produzione. È un'integrazione di più discipline e tecnologie.

Quanto sopra è la produzione di fibra di carbonio, diamo un'occhiata a come viene utilizzato il tessuto in fibra di carbonio!

Elaborazione dei prodotti in tessuto in fibra di carbonio

1. Tagliare

Il pre -preg viene eliminato dallo stoccaggio a freddo a meno 18 gradi. Dopo il risveglio, il primo passo è quello di tagliare accuratamente il materiale secondo il diagramma del materiale sulla macchina da taglio automatica.

2. Paving

Il secondo passo è gettare il preprautto sullo strumento di posa e gettare livelli diversi in base ai requisiti di progettazione. Tutti i processi vengono eseguiti sotto il posizionamento laser.

3. FORMAZIONE

Attraverso un robot di movimentazione automatizzato, la preforma viene inviata alla macchina da stampaggio per lo stampaggio a compressione.

4. Tagliare

Dopo la formazione, il pezzo viene inviato alla workstation robot di taglio per la quarta fase di taglio e debuster per garantire l'accuratezza dimensionale del pezzo. Questo processo può anche essere gestito su CNC.

5. Pulizia

Il quinto passo è eseguire la pulizia del ghiaccio secco presso la stazione di pulizia per rimuovere l'agente di rilascio, che è conveniente per il successivo processo di rivestimento di colla.

6. colla

Il sesto passo è applicare la colla strutturale alla stazione robot incollata. La posizione incollata, la velocità della colla e l'uscita della colla sono tutti regolarmente regolati. Parte della connessione con le parti metalliche è rivettata, che viene eseguita nella stazione di rivettatura.

7. Ispezione dell'assemblaggio

Dopo l'applicazione della colla, i pannelli interni ed esterni sono assemblati. Dopo che la colla è stata curata, viene eseguito il rilevamento della luce blu per garantire l'accuratezza dimensionale di fori, punti, linee e superfici chiave.

La fibra di carbonio è più difficile da elaborare

La fibra di carbonio ha sia la forte resistenza alla trazione dei materiali di carbonio sia la morbida elaborazione delle fibre. La fibra di carbonio è un nuovo materiale con eccellenti proprietà meccaniche. Prendi la fibra di carbonio e il nostro acciaio comune come esempio, la resistenza della fibra di carbonio è di circa 400 a 800 MPa, mentre la resistenza dell'acciaio ordinario è di 200 a 500 MPa. Guardare la tenacità, la fibra di carbonio e l'acciaio sono sostanzialmente simili e non c'è differenza evidente.

La fibra di carbonio ha una resistenza più alta e un peso più leggero, quindi la fibra di carbonio può essere chiamata re dei nuovi materiali. A causa di questo vantaggio, durante la lavorazione dei compositi rinforzati in fibra di carbonio (CFRP), la matrice e le fibre hanno interazioni interne complesse, rendendo le loro proprietà fisiche diverse da quelle dei metalli. La densità del CFRP è molto più piccola di quella dei metalli, mentre la forza è maggiore della maggior parte dei metalli. A causa della disomogeneità del CFRP, durante l'elaborazione si verifica spesso il distacco di fibra o matrice di fibra di matrice; CFRP ha un'alta resistenza al calore e indossa resistenza, il che lo rende più impegnativo per le attrezzature durante la lavorazione, quindi una grande quantità di calore di taglio viene generata nel processo di produzione, il che è più grave per l'usura delle attrezzature.

Allo stesso tempo, con la continua espansione dei suoi campi di applicazione, i requisiti stanno diventando sempre più delicati e i requisiti per l'applicabilità dei materiali e i requisiti di qualità per il CFRP stanno diventando sempre più rigorosi, il che provoca anche il aumento dei costi di elaborazione.

Elaborazione della scheda in fibra di carbonio

Dopo che la scheda in fibra di carbonio è stata curata e formata, è necessario post-elaborazione come il taglio e la perforazione per i requisiti di precisione o le esigenze di montaggio. Nelle stesse condizioni come i parametri del processo di taglio e la profondità di taglio, la selezione di strumenti e trapani di materiali, dimensioni e forme diversi avranno effetti molto diversi. Allo stesso tempo, fattori come la forza, la direzione, il tempo e la temperatura degli strumenti e dei trapani influenzeranno anche i risultati di elaborazione.

Nel processo di post-elaborazione, prova a scegliere uno strumento affilato con rivestimento a diamante e una punta di perforazione in carburo solido. La resistenza all'usura dello strumento e il bit trapano determina la qualità della lavorazione e la durata del servizio dello strumento. Se lo strumento e la punta del trapano non sono abbastanza acuti o utilizzati in modo improprio, non solo accelererà l'usura, aumenterà il costo di elaborazione del prodotto, ma causerà anche danni alla piastra, influenzando la forma e le dimensioni della piastra e la stabilità delle dimensioni dei fori e delle scanalature sulla piastra. Causa la lacerazione a strati del materiale, o addirittura il crollo del blocco, risultando nella demolizione dell'intera scheda.

Durante la perforazioneFogli in fibra di carbonio, più veloce è la velocità, migliore è l'effetto. Nella selezione dei bit di perforazione, il design unico della punta del trapano della punta del trapano per il bordo del viso PCD8 è più adatto per i fogli in fibra di carbonio, che possono penetrare meglio a fogli di fibra di carbonio e ridurre il rischio di delaminazione.

Quando si taglia i fogli di fibra di carbonio spessi, si consiglia di utilizzare un taglierina a doppio taglio con un design a bordo elicoidale sinistro e destro. Questo tagliente tagliente ha punte elicoidali superiori e più basse per bilanciare la forza assiale dello strumento su e giù durante il taglio. , per garantire che la forza di taglio risultante sia diretta al lato interno del materiale, in modo da ottenere condizioni di taglio stabili e sopprimere il verificarsi di delaminazione del materiale. Il design dei bordi a forma di diamante superiore e inferiore del router "ananas bordo" può anche tagliare efficacemente fogli di fibra di carbonio. Il suo flauto di chip profondo può togliere molto calore al taglio attraverso lo scarico di patatine durante il processo di taglio, in modo da evitare danni alla fibra di carbonio. Proprietà del foglio.

01 Fibra continua continua

Caratteristiche del prodotto:La forma del prodotto più comune dei produttori di fibre di carbonio, il fascio è composto da migliaia di monofilamenti, che sono divisi in tre tipi secondo il metodo di torsione: NT (mai attorcigliato, non vagabondo), UT (non conquistato, inconfonuto), TT o ST (attorcigliato, attorcigliato), di cui NT è la fibra di carbonio più comunemente usata.

Applicazione principale:Utilizzato principalmente per materiali compositi come materiali compositi CFRP, CFRTP o C/C e i campi di applicazione includono attrezzature aeronautiche/aerospaziali, merci sportive e parti di attrezzature industriali.

02 filo in fibra di punta

Caratteristiche del prodotto:Il filo a fibra corta per i filati corti e girati da fibre di carbonio corte, come le fibre di carbonio a base di lancio per uso generale, sono generalmente prodotti sotto forma di fibre corte.

Usi principali:Materiali di isolamento termico, materiali antifrizione, parti composite C/C, ecc.

03 tessuto in fibra di carbonio

Caratteristiche del prodotto:È realizzato in fibra di carbonio continuo o filo di fibra di carbonio. Secondo il metodo di tessitura, i tessuti in fibra di carbonio possono essere divisi in tessuti, tessuti a maglia e tessuti non tessuti. Al momento, i tessuti in fibra di carbonio sono generalmente tessuti.

Applicazione principale:Lo stesso della fibra di carbonio continua, utilizzata principalmente in materiali compositi come materiali compositi CFRP, CFRTP o C/C e i campi di applicazione includono attrezzature aeronautiche/aerospaziali, merci sportive e parti di attrezzature industriali.

04 cintura intrecciata in fibra di carbonio

Caratteristiche del prodotto:Appartiene a una sorta di tessuto in fibra di carbonio, che è anche tessuto da fibra di carbonio continua o filo girato in fibra di carbonio.

Uso principale:Utilizzato principalmente per i materiali di rinforzo a base di resina, in particolare per la produzione e la lavorazione dei prodotti tubolari.

05 fibra di carbonio tritato

Caratteristiche del prodotto:Diversamente dal concetto di filo condotto in fibra di carbonio, di solito viene preparato dalla fibra di carbonio continua attraverso la lavorazione tritata e la lunghezza tritata della fibra può essere ridotta in base alle esigenze dei clienti.

Usi principali:Di solito usato come miscela di materie plastiche, resine, cemento, ecc., Mescolando nella matrice, le proprietà meccaniche, la resistenza all'usura, la conduttività elettrica e la resistenza al calore possono essere migliorate; Negli ultimi anni, le fibre di rinforzo nei compositi in fibra di carbonio da stampa 3D sono per lo più fibre di carbonio tritate. principale.

06 Macinazione in fibra di carbonio

Caratteristiche del prodotto:Poiché la fibra di carbonio è un materiale fragile, può essere preparato in materiale in fibra di carbonio in polvere dopo la macinatura, cioè macinare la fibra di carbonio.

Applicazione principale:Simile alla fibra di carbonio tritato, ma raramente utilizzato nel rinforzo del cemento; Di solito usato come composto di plastica, resina, gomma, ecc. Per migliorare le proprietà meccaniche, la resistenza all'usura, la conduttività elettrica e la resistenza al calore della matrice.

07 tappetino in fibra di carbonio

Caratteristiche del prodotto:La forma principale è avvertita o stuoia. Innanzitutto, le fibre corte sono stratificate da carding meccanico e altri metodi, e quindi preparati da punzonatura dell'ago; Conosciuto anche come tessuto non tessuto in fibra di carbonio, appartiene a una sorta di tessuto in fibra di carbonio.Usi principali:Materiali di isolamento termico, substrati di materiale termico modellato, strati protettivi resistenti al calore e substrati a strati resistenti alla corrosione, ecc.

08 carta in fibra di carbonio

Caratteristiche del prodotto:Viene preparato in fibra di carbonio mediante processo di fabbricazione di carta secca o bagnata.

Usi principali:piastre anti-statiche, elettrodi, coni di altoparlanti e piastre di riscaldamento; Le applicazioni calde negli ultimi anni sono materiali per catodo per batterie per veicoli per veicoli nuovi, ecc.

09 Prepreg in fibra di carbonio

Caratteristiche del prodotto:un materiale intermedio semi-indurato realizzato in resina termousettatura impregnata in fibra di carbonio, che ha eccellenti proprietà meccaniche ed è ampiamente utilizzato; La larghezza del pre -preg in fibra di carbonio dipende dalle dimensioni dell'attrezzatura di elaborazione e le specifiche comuni includono materiale di pre -preg di larghezza da 300 mm, 600 mm e 1000 mm.

Applicazione principale:Attrezzatura aeromobile/aerospaziale, articoli sportivi e attrezzature industriali, ecc.

010 Materiale composito in fibra di carbonio

Caratteristiche del prodotto:Materiale di stampaggio a iniezione realizzato in resina termoplastica o termosetting miscelata con fibra di carbonio, la miscela viene aggiunta con vari additivi e fibre tritate e quindi subisce un processo di composizione.

Applicazione principale:Facendo affidamento sull'eccellente conducibilità elettrica del materiale, alta rigidità e vantaggi leggeri, viene utilizzato principalmente negli involucri di attrezzature e in altri prodotti.

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