Водич за обработка на композити од јаглеродни влакна
Композити од јаглеродни влакна: Водич за обработка
Обработката на композити од јаглеродни влакна (CF) е незгодна работа, имајќи предвид дека повеќето инженери кои размислуваат за производство или дизајн доаѓаат од позадина на дизајнирање метални делови.се нарекува црн алуминиум, а неговиот дизајн и изработка се опишани како црна уметност.Што е тоа, навистина?
Целта на овој водич за дизајн е да обезбеди општи информации и спецификации за композитните материјали од јаглеродни влакна и некои упатства за дизајнирање лесни производи со високи перформанси со композити од јаглеродни влакна.
Зошто јаглеродни влакна
Композитите од јаглеродни влакна имаат исклучителни механички својства во споредба со хомогени метали и пластика.Материјалот е силен, крут и лесен.Овие композити се материјал на избор за апликации каде што лесните и супериорните перформанси се најважни, како што се компоненти за вселенски летала, борбени авиони и тркачки автомобили.
Што е композити од јаглеродни влакна
Композитните материјали се направени со комбинирање на арматура (влакна) со матрица (смола), а оваа комбинација на влакна и матрица обезбедува карактеристики супериорни во однос на кој било од материјалите сам.Во композитниот материјал, влакното носи најголем дел од оптоварувањето и е главниот придонесувач во својствата на материјалот.Смолата помага да се пренесе товарот помеѓу влакната, го спречува свиткувањето на влакната и ги врзува материјалите заедно.
Колку чини?
Историски гледано, композитите од јаглеродни влакна биле многу скапи, што ја ограничило нивната употреба само на специјални апликации.Меѓутоа, во текот на изминатите седумнаесет години, како што се зголеми потрошувачката и се зголеми автоматизацијата во производните процеси, цената на композитите од јаглеродни влакна се намали.Комбинираниот ефект ја намали вкупната цена на висококвалитетните алуминиумски производи.Денес, композитите од јаглеродни влакна се економски исплатливи во многу примени, како што се спортски производи, чамци со перформанси, возила со перформанси и индустриски машини со високи перформанси.
Апликации
Композитните материјали се исклучително разновидни.Инженерот може да избере од широк спектар на влакна и смоли за да ги добие саканите својства на материјалот.Исто така, дебелината на материјалот и ориентацијата на влакната може да се оптимизираат за секоја апликација.
Предностите на композитите од јаглеродни влакна се:
1. Висока специфична вкочанетост (вкочанетост поделена со густина)
2. Висока специфична јачина (јачина поделена со густина)
3. Екстремно низок коефициент на термичка експанзија (CTE)
4.Рндгенски транспарентен (поради ниската молекуларна тежина)
Во кои апликации се користат композитите од јаглеродни влакна?
Уникатното позиционирање на композитите од јаглеродни влакна со висока специфична цврстина, вкочанетост и низок CTE им обезбедува единствено место во многу области на примена како што е прикажано во табелата подолу:
Типични апликации за композити од јаглеродни влакна
Информации за дизајн
Композитите од јаглеродни влакна се сметаат за „дизајнерски материјал“ затоа што деловите може да се приспособат да имаат цврстина и или вкочанетост во насоките и локациите што се неопходни.Ова се постигнува со стратешко поставување на материјали и ориентирање на насоката на влакната за најдобро да одговараат на барањата.Исто така, флексибилноста на дизајнот и производството што ја нудат композитите од јаглеродни влакна обезбедува можности за оптимизирање на дизајнот, како што се консолидирање и инкорпорирање на многу карактеристики in-situ, за дополнително намалување на вкупната цена на делови.
Алатка
Калапи се користат за дефинирање на обликот на композитните делови.Композитниот дел ќе ги собере сите облици и карактеристики на калапите;затоа квалитетот на делот е под големо влијание на квалитетот на мувлата.Калапите можат да бидат машки или женски.Женските калапи се најчести и тие произведуваат дел со мазна надворешна површина додека машката мувла ќе произведе мазна внатрешна површина.Потребен е соодветен калап (машки и женски) ако делот се консолидира со помош на преса.
Алатка со два дела, најчесто наречена „мида“
Калапите може да се направат со композитни материјали, епоксидна обвивка наполнета со метал или обработена од алуминиум или челик.Видот на калапот и употребените материјали зависи од видот на делот и количината на производство.
Производствен процес
Напредното производство на јаглеродни влакна обично се изведува со користење на претходно импрегнирани јаглеродни влакна со терморегуларни смоли.Двата клучни методи кои се користат се:
1. Поставување на рацете
Рачното поставување на претходно импрегнирани ткаени материјали сè уште е голем дел од композитната производствена индустрија, барајќи вештини и искуство на човечката работна сила за да се формираат рамни слоеви во сложени форми.Тој е способен за производство на високи перформанси и сложени делови, но може да биде скап и многу променлив процес.
2. Автоматско поставување влакна (AFP)
Главните работи што треба да се земат предвид се ширината на влакното што го користите и радиусот на валјакот за набивање.
