Fibra di carbone hè un materiale di fibra cun un cuntenutu di carbone di più di 95%. Hà eccellenti proprietà meccaniche, chimiche, elettriche è altre proprietà eccellenti. Hè u "rè di i novi materiali" è un materiale strategicu chì manca in u sviluppu militare è civile. Cunnisciutu cum'è "Oru Neru".
A linea di pruduzzione di fibra di carbone hè a seguente:
Cumu hè fatta a fibra di carbone fina?
A tecnulugia di u prucessu di pruduzzione di fibra di carbone s'hè sviluppata finu à avà è hè matura. Cù u sviluppu cuntinuu di i materiali cumposti di fibra di carbone, hè sempre più favurita da tutti i ceti suciali, in particulare a forte crescita di l'aviazione, di l'automobile, di e ferrovie, di e pale eoliche, ecc. è u so effettu trainante, u sviluppu di l'industria di a fibra di carbone. E prospettive sò ancu più ampie.
A catena industriale di a fibra di carbone pò esse divisa in upstream è downstream. Upstream si riferisce di solitu à a pruduzzione di materiali specifichi per a fibra di carbone; downstream si riferisce di solitu à a pruduzzione di cumpunenti d'applicazione di fibra di carbone. L'imprese trà upstream è downstream ponu cunsiderà li cum'è fornitori d'equipaggiamenti in u prucessu di pruduzzione di fibra di carbone. Cum'è mostratu in a figura:
Tuttu u prucessu da a seta grezza à a fibra di carbone à monte di a catena industriale di a fibra di carbone deve passà per prucessi cum'è forni d'ossidazione, forni di carbonizazione, forni di grafitizazione, trattamentu di a superficia è dimensionamentu. A struttura di a fibra hè duminata da a fibra di carbone.
A catena industriale di a fibra di carbone in cima à a catena appartene à l'industria petrochimica, è l'acrilonitrile hè ottenutu principalmente per via di a raffinazione di u petroliu grezzu, u cracking, l'ossidazione di l'ammoniaca, ecc.; A fibra precursore di poliacrilonitrile, a fibra di carbone hè ottenuta per pre-ossidazione è carbonizazione di a fibra precursore, è u materiale cumpostu di fibra di carbone hè ottenutu per via di a trasfurmazione di fibra di carbone è resina di alta qualità per risponde à i requisiti di l'applicazione.
U prucessu di pruduzzione di fibra di carbone include principalmente u trafilamentu, a stesura, a stabilizazione, a carbonizazione è a grafitizazione. Cum'è mostratu in a figura:
Disegnu:Questu hè u primu passu in u prucessu di pruduzzione di fibra di carbone. Separa principalmente e materie prime in fibre, chì hè un cambiamentu fisicu. Durante questu prucessu, u trasferimentu di massa è u trasferimentu di calore trà u liquidu di filatura è u liquidu di coagulazione, è infine a precipitazione di PAN. I filamenti formanu una struttura di gel.
Redazione:richiede una temperatura da 100 à 300 gradi per funziunà in cunghjunzione cù l'effettu di stiramentu di e fibre orientate. Hè ancu un passu chjave in l'altu modulu, l'altu rinforzu, a densificazione è u raffinamentu di e fibre PAN.
Stabilità:A catena macromoleculare lineare PAN termoplastica hè trasfurmata in una struttura trapezoidale resistente à u calore non plastica per mezu di u metudu di riscaldamentu è ossidazione à 400 gradi, in modu chì ùn si fonde micca è ùn hè micca inflammabile à alta temperatura, mantenendu a forma di a fibra, è a termodinamica hè in un statu stabile.
Carbonizazione:Hè necessariu caccià l'elementi senza carbone in PAN à una temperatura di 1.000 à 2.000 gradi, è infine generà fibre di carbone cù una struttura di grafite turbostratica cù un cuntenutu di carbone di più di 90%.
Grafitizazione: Ci vole una temperatura da 2.000 à 3.000 gradi per cunvertisce i materiali carbonizzati amorfi è turbostratichi in strutture di grafite tridimensionali, chì hè a principale misura tecnica per migliurà u modulu di e fibre di carboniu.
U prucessu dettagliatu di a fibra di carbone da u prucessu di pruduzzione di seta grezza à u pruduttu finitu hè chì a seta grezza PAN hè prudutta da u prucessu precedente di pruduzzione di seta grezza. Dopu à u pre-tiratu da u calore umitu di l'alimentatore di filu, hè trasferita sequenzialmente à u fornu di pre-ossidazione da a macchina di trazione. Dopu esse stata cotta à diverse temperature di gradiente in u gruppu di fornu di pre-ossidazione, si formanu fibre ossidate, vale à dì, fibre pre-ossidate; e fibre pre-ossidate sò furmate in fibre di carbone dopu avè passatu per forni di carbonizazione à media è alta temperatura; e fibre di carbone sò poi sottumesse à trattamentu superficiale finale, dimensionamentu, asciugatura è altri prucessi per ottene prudutti di fibra di carbone. . Tuttu u prucessu di alimentazione cuntinua di filu è cuntrollu precisu, un picculu prublema in ogni prucessu influenzerà a pruduzzione stabile è a qualità di u pruduttu finale di fibra di carbone. A pruduzzione di fibra di carbone hà un flussu di prucessu longu, parechji punti chjave tecnichi è alte barriere di pruduzzione. Hè una integrazione di parechje discipline è tecnulugie.
Quì sopra hè a fabricazione di fibra di carbone, femu un'ochjata à cumu si usa u tessutu di fibra di carbone!
Trasfurmazione di prudutti di tela di fibra di carbone
1. Tagliu
U prepreg hè cacciatu da u frigorifero à menu 18 gradi. Dopu à u risvegliu, u primu passu hè di taglià accuratamente u materiale secondu u diagramma di u materiale nantu à a macchina di taglio automatica.
2. Pavimentazione
U secondu passu hè di mette u prepreg nantu à l'arnese di posa, è di mette diversi strati secondu i requisiti di cuncepimentu. Tutti i prucessi sò realizati sottu pusizionamentu laser.
3. Furmà
Per mezu di un robot di manipulazione automatizatu, a preforma hè mandata à a macchina di stampaggio per u stampaggio à compressione.
4. Tagliu
Dopu a furmazione, a pezza hè mandata à a stazione di travagliu di u robot di taglio per a quarta tappa di taglio è sbavatura per assicurà a precisione dimensionale di a pezza. Stu prucessu pò ancu esse operatu nantu à CNC.
5. Pulizia
U quintu passu hè di fà una pulizia cù ghiaccio seccu à a stazione di pulizia per rimuovere l'agente di distaccu, chì hè cunveniente per u prucessu di rivestimentu di colla successivu.
6. Colla
U sestu passu hè di applicà a colla strutturale à a stazione di u robot d'incollaggio. A pusizione d'incollaggio, a velocità di a colla è a pruduzzione di a colla sò tutte aghjustate cù precisione. Una parte di a cunnessione cù e parti metalliche hè rivettata, ciò chì hè realizatu à a stazione di rivettatura.
7. Ispezione di l'assemblea
Dopu chì a colla hè stata applicata, i pannelli interni è esterni sò assemblati. Dopu chì a colla hè stata indurita, a rilevazione di luce blu hè effettuata per assicurà a precisione dimensionale di i fori di serratura, i punti, e linee è e superfici.
A fibra di carbone hè più difficiule da trattà
A fibra di carbone hà sia a forte resistenza à a trazione di i materiali di carbone sia a dolce processabilità di e fibre. A fibra di carbone hè un novu materiale cù eccellenti proprietà meccaniche. Pigliate a fibra di carbone è u nostru acciaio cumunu cum'è esempiu, a resistenza di a fibra di carbone hè intornu à 400 à 800 MPa, mentre chì a resistenza di l'acciaio ordinariu hè di 200 à 500 MPa. Fighjendu a tenacità, a fibra di carbone è l'acciaio sò basicamente simili, è ùn ci hè micca una differenza evidente.
A fibra di carbone hà una resistenza più alta è un pesu più ligeru, dunque a fibra di carbone pò esse chjamata u rè di i novi materiali. Per via di questu vantaghju, durante a trasfurmazione di cumposti rinforzati cù fibra di carbone (CFRP), a matrice è e fibre anu interazioni interne cumplesse, chì rendenu e so proprietà fisiche diverse da quelle di i metalli. A densità di CFRP hè assai più chjuca di quella di i metalli, mentre chì a resistenza hè più grande di a maiò parte di i metalli. Per via di l'inomogeneità di CFRP, u strappo di fibre o u distaccu di fibre di matrice si verifica spessu durante a trasfurmazione; CFRP hà una alta resistenza à u calore è resistenza à l'usura, ciò chì a rende più esigente per l'attrezzatura durante a trasfurmazione, dunque una grande quantità di calore di taglio hè generata in u prucessu di pruduzzione, chì hè più seriu per l'usura di l'attrezzatura.
À u listessu tempu, cù l'espansione cuntinua di i so campi d'applicazione, i requisiti diventanu sempre più delicati, è i requisiti per l'applicabilità di i materiali è i requisiti di qualità per CFRP diventanu sempre più severi, ciò chì face ancu cresce u costu di trasfurmazione.
Trasfurmazione di pannelli di fibra di carbone
Dopu chì u pannellu di fibra di carbone hè statu induratu è furmatu, hè necessariu un post-processamentu cum'è u tagliu è a perforazione per esigenze di precisione o bisogni di assemblaggio. In e stesse cundizioni cum'è i parametri di u prucessu di tagliu è a prufundità di tagliu, a selezzione di strumenti è trapani di diversi materiali, dimensioni è forme avarà effetti assai diversi. À u listessu tempu, fattori cum'è a forza, a direzzione, u tempu è a temperatura di l'arnesi è di i trapani influenzeranu ancu i risultati di u trattamentu.
In u prucessu di post-elaborazione, pruvate à sceglie un strumentu affilatu cù un rivestimentu di diamante è una punta di trapano in carburo solidu. A resistenza à l'usura di u strumentu è di a punta stessa determina a qualità di a trasfurmazione è a durata di serviziu di u strumentu. Se u strumentu è a punta di trapano ùn sò micca abbastanza affilati o sò usati impropriamente, ùn solu accelereranu l'usura, aumenteranu u costu di trasfurmazione di u pruduttu, ma causeranu ancu danni à a piastra, affettendu a forma è a dimensione di a piastra è a stabilità di e dimensioni di i fori è di e scanalature nantu à a piastra. Provoca strappi stratificati di u materiale, o ancu u collassu di u bloccu, chì risulta in u rottamazione di tutta a tavola.
Quandu si perforafogli di fibra di carbone, più rapida hè a velocità, megliu hè l'effettu. In a selezzione di e punte di trapano, u disignu unicu di a punta di trapano di a punta di trapano PCD8 hè più adattatu per i fogli di fibra di carbone, chì ponu penetrà megliu i fogli di fibra di carbone è riduce u risicu di delaminazione.
Quandu si taglianu fogli di fibra di carbone spessi, hè cunsigliatu di utilizà una fresa à compressione à doppiu tagliu cù un design di tagliu elicoidale à manca è à diritta. Stu tagliente affilatu hà punte elicoidali superiori è inferiori per equilibrà a forza assiale di l'utensile in su è in giù durante u tagliu, per assicurà chì a forza di tagliu risultante sia diretta versu u latu internu di u materiale, in modu da ottene cundizioni di tagliu stabili è supprime l'occorrenza di delaminazione di u materiale. U design di i bordi in forma di diamante superiore è inferiore di a fresa "Pineapple Edge" pò ancu taglià efficacemente fogli di fibra di carbone. A so scanalatura per trucioli prufonda pò caccià assai calore di tagliu per via di a scarica di trucioli durante u prucessu di tagliu, in modu da evità danni à e proprietà di a fibra di carbone.
01 Fibra longa cuntinua
Caratteristiche di u produttu:A forma di pruduttu più cumuna di i pruduttori di fibra di carbone, u fasciu hè cumpostu da migliaia di monofilamenti, chì sò divisi in trè tippi secondu u metudu di torsione: NT (Mai Ritortu, senza torsione), UT (Senza torsione, senza torsione), TT o ST (Ritortu, ritortu), di i quali NT hè a fibra di carbone più cumunamente aduprata.
Applicazione principale:Principalmente adupratu per materiali cumposti cum'è CFRP, CFRTP o materiali cumposti C/C, è i campi d'applicazione includenu equipaggiamenti aerei/aerospaziali, articuli sportivi è pezzi d'equipaggiamenti industriali.
02 Filatu di fibra discontinua
Caratteristiche di u produttu:Filatu di fibra corta per i fili corti, i fili filati da fibre di carbone corte, cum'è e fibre di carbone à basa di pece d'usu generale, sò generalmente prudutti in forma di fibre corte.
Usi principali:materiali d'isolamentu termicu, materiali antifrizione, pezzi cumposti C/C, ecc.
03 Tessutu di fibra di carbone
Caratteristiche di u produttu:Hè fattu di fibra di carbone cuntinua o di filatu di fibra di carbone. Sicondu u metudu di tessitura, i tessuti di fibra di carbone ponu esse divisi in tessuti tessuti, tessuti à maglia è tessuti non tessuti. Attualmente, i tessuti di fibra di carbone sò generalmente tessuti tessuti.
Applicazione principale:A listessa cosa chè a fibra di carbone cuntinua, aduprata principalmente in materiali cumposti cum'è CFRP, CFRTP o materiali cumposti C/C, è i campi d'applicazione includenu equipaggiamenti aerei/aerospaziali, articuli sportivi è pezzi d'equipaggiamenti industriali.
04 Cintura intrecciata in fibra di carboniu
Caratteristiche di u produttu:Appartene à un tipu di tissutu di fibra di carbone, chì hè ancu tissutu da fibra di carbone cuntinua o filatu di fibra di carbone.
Usu principale:Principalmente adupratu per materiali di rinforzu à basa di resina, in particulare per a pruduzzione è a trasfurmazione di prudutti tubulari.
05 Fibra di carbone tagliata
Caratteristiche di u produttu:Differente da u cuncettu di filatu di fibra di carbone, hè generalmente preparatu da fibra di carbone cuntinua per mezu di una trasfurmazione tritata, è a lunghezza tritata di a fibra pò esse tagliata secondu i bisogni di u cliente.
Usi principali:Di solitu adupratu cum'è una mistura di plastiche, resine, cimentu, ecc., mischjendu in a matrice, e proprietà meccaniche, a resistenza à l'usura, a cunduttività elettrica è a resistenza à u calore ponu esse migliurate; in l'ultimi anni, e fibre di rinforzu in i cumposti di fibra di carbone stampati in 3D sò per u più fibre di carbone tritate.
06 Macinazione di fibra di carbone
Caratteristiche di u produttu:Siccomu a fibra di carbone hè un materiale fragile, pò esse preparata in materiale di fibra di carbone in polvere dopu a macinazione, vale à dì, a macinazione di fibra di carbone.
Applicazione principale:simile à a fibra di carbone tritata, ma raramente aduprata in u rinforzu di u cimentu; di solitu adupratu cum'è un cumpostu di plastica, resina, gomma, ecc. per migliurà e proprietà meccaniche, a resistenza à l'usura, a cunduttività elettrica è a resistenza à u calore di a matrice.
07 Tappetinu in fibra di carbone
Caratteristiche di u produttu:A forma principale hè u feltru o u tappettu. Prima, e fibre corte sò stratificate per cardatura meccanica è altri metudi, è dopu preparate per punzonatura à aghi; cunnisciutu ancu cum'è tessutu non tissutu di fibra di carbone, appartene à un tipu di tessutu tissutu di fibra di carbone.Usi principali:materiali d'isolamentu termicu, substrati di materiale d'isolamentu termicu stampatu, strati protettivi resistenti à u calore è substrati di strati resistenti à a corrosione, ecc.
08 Carta di fibra di carbone
Caratteristiche di u produttu:Hè preparatu da fibra di carbone per mezu di un prucessu di fabricazione di carta secca o umida.
Usi principali:piastre antistatiche, elettrodi, coni di altoparlanti è piastre riscaldanti; l'applicazioni calde in l'ultimi anni sò novi materiali catodici di batterie di veiculi energetichi, ecc.
09 Preimpregnatu di fibra di carbone
Caratteristiche di u produttu:Un materiale intermediu semi-induritu fattu di resina termoindurente impregnata di fibra di carbone, chì hà eccellenti proprietà meccaniche è hè largamente utilizatu; a larghezza di u prepreg di fibra di carbone dipende da a dimensione di l'attrezzatura di trasfurmazione, è e specificazioni cumuni includenu materiale prepreg di larghezza 300 mm, 600 mm è 1000 mm.
Applicazione principale:equipaggiamenti aerei/aerospaziali, articuli sportivi è equipaggiamenti industriali, ecc.
010 materiale cumpostu di fibra di carbone
Caratteristiche di u produttu:Materiale di stampaggio à iniezione fattu di resina termoplastica o termoindurente mischiata cù fibra di carbone, a mistura hè aghjunta cù diversi additivi è fibre tritate, è dopu subisce un prucessu di cumposizione.
Applicazione principale:Basendu si nantu à l'eccellente cunduttività elettrica di u materiale, l'alta rigidità è i vantaghji di leggerezza, hè principalmente adupratu in involucri di apparecchiature è altri prudutti.
Pruducemu ancuroving direttu in fibra di vetru,tappetini in fibra di vetru, maglia di fibra di vetru, èroving tissutu in fibra di vetru.
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Data di publicazione: 01 di ghjugnu 2022
