zprávy

Uhlíková vlákna je vláknitý materiál s obsahem uhlíku více než 95 %. Má vynikající mechanické, chemické, elektrické a další vynikající vlastnosti. Je „králem nových materiálů“ a strategickým materiálem, který chybí ve vojenském i civilním vývoji. Známý jako „černé zlato“.

Výrobní linka z uhlíkových vláken je následující:

Jak se vyrábí tenké uhlíkové vlákno?

Technologie výroby uhlíkových vláken se dosud vyvinula a dozrála. S neustálým vývojem kompozitních materiálů z uhlíkových vláken se těší stále větší oblibě ve všech oblastech života, zejména díky silnému růstu letectví, automobilového průmyslu, železnice, větrných elektráren atd. a jeho hnací síle, rozvoji průmyslu s uhlíkovými vlákny, se vyhlídky ještě rozšířily.

Řetězec průmyslu uhlíkových vláken lze rozdělit na upstream a downstream. Upstream se obvykle vztahuje k výrobě materiálů specifických pro uhlíková vlákna; downstream se obvykle vztahuje k výrobě aplikačních komponentů z uhlíkových vláken. Společnosti mezi upstream a downstream si je lze představit jako dodavatele zařízení v procesu výroby uhlíkových vláken. Jak je znázorněno na obrázku:

Celý proces od surového hedvábí až po uhlíková vlákna předcházející řetězci průmyslu uhlíkových vláken musí projít procesy, jako jsou oxidační pece, karbonizační pece, grafitizační pece, povrchová úprava a šlichtění. Vláknité struktuře dominují uhlíková vlákna.

Přední část řetězce uhlíkových vláken patří do petrochemického průmyslu a akrylonitril se získává hlavně rafinací ropy, krakováním, oxidací amoniaku atd.; polyakrylonitrilové prekurzorové vlákno, uhlíkové vlákno se získává předoxidací a karbonizací prekurzorového vlákna a kompozitní materiál z uhlíkových vláken se získává zpracováním uhlíkových vláken a vysoce kvalitní pryskyřice pro splnění požadavků aplikace.

Výrobní proces uhlíkových vláken zahrnuje především tažení, tvarování, stabilizaci, karbonizaci a grafitizaci. Jak je znázorněno na obrázku:

Výkres:Toto je první krok ve výrobním procesu uhlíkových vláken. V podstatě se suroviny oddělují na vlákna, což je fyzikální změna. Během tohoto procesu dochází k přenosu hmoty a tepla mezi zvlákňovací kapalinou a koagulační kapalinou a nakonec k srážení PAN. Vlákna tvoří gelovou strukturu.

Návrh:Vyžaduje teplotu 100 až 300 stupňů Celsia pro provoz ve spojení s natahovacím účinkem orientovaných vláken. Je to také klíčový krok pro dosažení vysokého modulu, vysokého vyztužení, zhuštění a zjemnění PAN vláken.

Stabilita:Termoplastický lineární makromolekulární řetězec PAN se zahříváním a oxidací při 400 stupních transformuje na neplastickou tepelně odolnou lichoběžníkovou strukturu, takže se při vysoké teplotě netaví a nehořlavě nespaluje, zachovává si tvar vlákna a termodynamika je ve stabilním stavu.

Karbonizace:Je nutné vytlačit neuhlíkové prvky z PAN při teplotě 1 000 až 2 000 stupňů a nakonec vytvořit uhlíková vlákna s turbostratickou grafitovou strukturou s obsahem uhlíku více než 90 %.

Uhlíková tkanina

Grafitizace: Pro přeměnu amorfních a turbostratických karbonizovaných materiálů na trojrozměrné grafitové struktury je zapotřebí teplota 2 000 až 3 000 stupňů, což je hlavní technické opatření ke zlepšení modulu uhlíkových vláken.

Podrobný proces výroby uhlíkových vláken od surového hedvábí až po hotový výrobek spočívá v tom, že surové hedvábí PAN se vyrábí předchozím procesem výroby surového hedvábí. Po předtažení mokrým teplem podavače drátu je postupně přenášeno tažným strojem do předoxidační pece. Po vypálení při různých teplotních gradientech v předoxidační peci se tvoří oxidovaná vlákna, tj. předoxidovaná vlákna; předoxidovaná vlákna se po průchodu středněteplotními a vysokoteplotními karbonizačními pecemi formují do uhlíkových vláken; uhlíková vlákna se poté podrobí konečné povrchové úpravě, třídění, sušení a dalším procesům za účelem získání produktů z uhlíkových vláken. Celý proces zahrnuje kontinuální podávání drátu a jeho přesnou kontrolu, takže i malý problém v jakémkoli procesu ovlivní stabilní výrobu a kvalitu konečného produktu z uhlíkových vláken. Výroba uhlíkových vláken má dlouhý procesní tok, mnoho technických klíčových bodů a vysoké výrobní bariéry. Jedná se o integraci více oborů a technologií.

Výše uvedené je výroba uhlíkových vláken, pojďme se podívat, jak se uhlíková tkanina používá!

Zpracování výrobků z uhlíkových vláken

1. Řezání

Prepreg se vyjímá z chladírenského skladu při teplotě -18 stupňů. Po probuzení je prvním krokem přesné nařezání materiálu podle materiálového diagramu na automatickém řezacím stroji.

2. Dlažba

Druhým krokem je položení prepregu na pokládací nástroj a položení různých vrstev dle konstrukčních požadavků. Všechny procesy probíhají za laserového polohování.

3. Tvarování

Prostřednictvím automatizovaného manipulačního robota je předlisek odeslán do lisovacího stroje pro kompresní vstřikování.

4. Řezání

Po tvarování je obrobek odeslán na pracovní stanici řezacího robota, kde probíhá čtvrtý krok řezání a odstraňování otřepů, aby byla zajištěna rozměrová přesnost obrobku. Tento proces lze také provádět na CNC strojích.

5. Čištění

Pátým krokem je čištění suchým ledem na čisticí stanici za účelem odstranění separačního prostředku, což je výhodné pro následný proces nanášení lepidla.

6. Lepidlo

Šestým krokem je nanesení strukturálního lepidla na stanici lepícího robota. Poloha lepení, rychlost lepidla a výstup lepidla se přesně nastaví. Část spojení s kovovými díly je nýtována, což se provádí na nýtovací stanici.

7. Kontrola montáže

Po nanesení lepidla se vnitřní a vnější panely sestaví. Po vytvrzení lepidla se provede detekce modrého světla, aby se zajistila rozměrová přesnost klíčových otvorů, bodů, čar a povrchů.

Uhlíková vlákna se obtížněji zpracovávají

Uhlíková vlákna mají jak vysokou pevnost v tahu uhlíkových materiálů, tak i měkkou zpracovatelnost vláken. Uhlíková vlákna jsou nový materiál s vynikajícími mechanickými vlastnostmi. Vezměte si jako příklad uhlíková vlákna a naši běžnou ocel, pevnost uhlíkových vláken je kolem 400 až 800 MPa, zatímco pevnost běžné oceli je 200 až 500 MPa. Z hlediska houževnatosti jsou si uhlíková vlákna a ocel v podstatě podobné a není mezi nimi žádný zjevný rozdíl.

Uhlíková vlákna mají vyšší pevnost a nižší hmotnost, takže je lze nazvat králem nových materiálů. Díky této výhodě dochází při zpracování kompozitů vyztužených uhlíkovými vlákny (CFRP) k komplexním vnitřním interakcím mezi matricou a vlákny, což odlišuje jejich fyzikální vlastnosti od vlastností kovů. Hustota CFRP je mnohem menší než u kovů, zatímco pevnost je větší než u většiny kovů. Vzhledem k nehomogenitě CFRP dochází během zpracování často k vytahování vláken nebo oddělení vláken matrice; CFRP má vysokou tepelnou odolnost a odolnost proti opotřebení, což z něj činí náročnější zařízení během zpracování. Ve výrobním procesu se generuje velké množství řezného tepla, což má závažnější dopad na opotřebení zařízení.

Zároveň s neustálým rozšiřováním oblastí použití se požadavky stávají stále citlivějšími a požadavky na použitelnost materiálů a požadavky na kvalitu CFRP se stávají stále přísnějšími, což také způsobuje nárůst nákladů na zpracování.

Zpracování uhlíkových vláken

Po vytvrzení a tvarování desky z uhlíkových vláken je pro dosažení přesnosti nebo montážních potřeb nutné následné zpracování, jako je řezání a vrtání. Za stejných podmínek, jako jsou parametry procesu řezání a hloubka řezu, bude mít výběr nástrojů a vrtáků z různých materiálů, velikostí a tvarů velmi odlišné účinky. Zároveň faktory, jako je pevnost, směr, čas a teplota nástrojů a vrtáků, ovlivní výsledky zpracování.

V procesu následného zpracování se snažte zvolit ostrý nástroj s diamantovým povlakem a celokarbidový vrták. Odolnost nástroje a samotného vrtáku proti opotřebení určuje kvalitu zpracování a životnost nástroje. Pokud nástroj a vrták nejsou dostatečně ostré nebo se používají nesprávně, nejenže se urychlí opotřebení a zvýší se náklady na zpracování výrobku, ale také se poškodí deska, což ovlivní její tvar a velikost a stabilitu rozměrů otvorů a drážek v desce. Způsobí to vrstvené trhání materiálu nebo dokonce zhroucení bloku, což má za následek seškrábnutí celé desky.

Při vrtánídesky z uhlíkových vlákenČím vyšší je rychlost, tím lepší je účinek. Při výběru vrtáků je unikátní design hrotu vrtáku PCD8 s čelní hranou vhodnější pro desky z uhlíkových vláken, které lépe pronikají do desek z uhlíkových vláken a snižují riziko delaminace.

Při řezání silných uhlíkových vlákenných plechů se doporučuje použít oboustrannou kompresní frézu s levou a pravou šroubovicovou konstrukcí břitu. Tato ostrá řezná hrana má horní i dolní šroubovicové hroty pro vyvážení axiální síly nástroje nahoru a dolů během řezání, aby se zajistilo, že výsledná řezná síla směřuje na vnitřní stranu materiálu, čímž se dosáhne stabilních řezných podmínek a potlačí se výskyt delaminace materiálu. Konstrukce horní a dolní diamantové hrany frézy „Pineapple Edge“ umožňuje efektivně řezat i uhlíkové vláknové plechy. Její hluboká drážka pro odvod třísek dokáže odvést velké množství řezného tepla odváděním třísek během procesu řezání, čímž se zabrání poškození vlastností uhlíkových vláken.

01 Nepřetržité dlouhé vlákno

Vlastnosti produktu:Nejběžnější formou produktu výrobců uhlíkových vláken je svazek složen z tisíců monofilů, které se podle metody kroucení dělí do tří typů: NT (Never Twisted, untwisted), UT (Untwisted, untwisted), TT nebo ST (Twisted, twisted), z nichž NT je nejčastěji používaným uhlíkovým vláknem.

Hlavní aplikace:Používá se hlavně pro kompozitní materiály, jako jsou CFRP, CFRTP nebo C/C kompozitní materiály, a mezi oblasti použití patří letecká/kosmická technika, sportovní zboží a součásti průmyslových zařízení.

02 Příze ze střižových vláken

Vlastnosti produktu:Krátká příze, zkráceně řečeno, příze spředené z krátkých uhlíkových vláken, jako jsou univerzální uhlíková vlákna na bázi smoly, jsou obvykle produkty ve formě krátkých vláken.

Hlavní použití:tepelně izolační materiály, antifrikční materiály, kompozitní díly z uhlíkových vláken atd.

03 Uhlíková vláknitá tkanina

Vlastnosti produktu:Je vyrobena z nekonečných uhlíkových vláken nebo z uhlíkových vláken spřádaných přízí. Podle metody tkaní lze uhlíkové vláknité tkaniny rozdělit na tkané tkaniny, pletené tkaniny a netkané textilie. V současné době jsou uhlíkové vláknité tkaniny obvykle tkané textilie.

Hlavní aplikace:Stejné jako kontinuální uhlíková vlákna, používaná hlavně v kompozitních materiálech, jako jsou CFRP, CFRTP nebo C/C kompozitní materiály, a oblasti použití zahrnují letadla/letecké vybavení, sportovní zboží a součásti průmyslových zařízení.

04 Pletený řemen z uhlíkových vláken

Vlastnosti produktu:Patří k druhu tkaniny z uhlíkových vláken, která je také tkaná z kontinuálních uhlíkových vláken nebo z uhlíkových vláken spřádaných vláken.

Hlavní použití:Používá se hlavně pro výztužné materiály na bázi pryskyřice, zejména pro výrobu a zpracování trubkových výrobků.

05 Sekaná uhlíková vlákna

Vlastnosti produktu:Na rozdíl od konceptu spředené příze z uhlíkových vláken se obvykle vyrábí z kontinuálních uhlíkových vláken sekaným zpracováním a sekaná délka vlákna může být řezána podle potřeb zákazníka.

Hlavní použití:Obvykle se používá jako směs plastů, pryskyřic, cementu atd., přimícháním do matrice lze zlepšit mechanické vlastnosti, odolnost proti opotřebení, elektrickou vodivost a tepelnou odolnost; v posledních letech jsou výztužná vlákna v kompozitech z uhlíkových vláken určených pro 3D tisk většinou sekaná uhlíková vlákna.

06 Broušení uhlíkových vláken

Vlastnosti produktu:Protože uhlíkové vlákno je křehký materiál, lze ho po mletí, tj. rozemletí uhlíkových vláken, připravit na práškový materiál z uhlíkových vláken.

Hlavní aplikace:podobné sekaným uhlíkovým vláknům, ale zřídka používané v cementové výztuži; obvykle se používá jako směs plastů, pryskyřic, gumy atd. pro zlepšení mechanických vlastností, odolnosti proti opotřebení, elektrické vodivosti a tepelné odolnosti matrice.

07 Rohož z uhlíkových vláken

Vlastnosti produktu:Hlavní formou je plsť nebo rohož. Nejprve se krátká vlákna vrství mechanickým mykáním a dalšími metodami a poté se připravují jehlováním; také známá jako netkaná textilie z uhlíkových vláken, patří do druhu tkané textilie z uhlíkových vláken.Hlavní použití:tepelněizolační materiály, tvarované substráty z tepelněizolačních materiálů, tepelně odolné ochranné vrstvy a substráty z korozivzdorných vrstev atd.

08 Papír z uhlíkových vláken

Vlastnosti produktu:Vyrábí se z uhlíkových vláken suchým nebo mokrým procesem výroby papíru.

Hlavní použití:antistatické desky, elektrody, reproduktorové membrány a topné desky; v posledních letech se v horkých aplikacích používají nové materiály pro katody baterií pro energetická vozidla atd.

09 Prepreg z uhlíkových vláken

Vlastnosti produktu:polovytvrzený mezilehlý materiál vyrobený z termosetové pryskyřice impregnované uhlíkovými vlákny, který má vynikající mechanické vlastnosti a je široce používán; šířka prepregu z uhlíkových vláken závisí na velikosti zpracovatelského zařízení a běžné specifikace zahrnují šířku prepregu 300 mm, 600 mm a 1000 mm.

Hlavní aplikace:letadla/letecké vybavení, sportovní zboží a průmyslové vybavení atd.

010 kompozitní materiál z uhlíkových vláken

Vlastnosti produktu:Vstřikovací materiál vyrobený z termoplastické nebo termosetové pryskyřice smíchané s uhlíkovými vlákny, do směsi se přidávají různé přísady a nasekaná vlákna a poté se podrobuje procesu míchání.

Hlavní aplikace:Díky vynikající elektrické vodivosti, vysoké tuhosti a nízké hmotnosti se tento materiál používá hlavně v pouzdrech zařízení a dalších produktech.

Také vyrábímepřímý roving ze skelných vláken,sklolaminátové rohože, sklolaminátová síťovina, atkaný roving ze skelných vláken.

Kontaktujte nás:
Telefonní číslo: +8615823184699
Telefonní číslo: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com