কার্বন ফাইবার শীট, কার্বন টিউব, আকৃতি অংশগুলির কার্বন ফাইবার পণ্যের উৎপত্তি খুঁজে বার করুন কীভাবে করবেন

কার্বন ফাইবার পণ্যসমূহ , যাদের হালকা ওজন এবং উচ্চ শক্তির মতো চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তাদের বিমান উপাদানগুলির ক্ষেত্রে বিমানচালনা, গাড়ির দেহের গঠন, খেলাধুলার উচ্চ-প্রান্তের সরঞ্জাম ইত্যাদি অসংখ্য পরিস্থিতিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা হয়। তারা কীভাবে ধাপে ধাপে মৌলিক উপাদান থেকে ব্যবহারযোগ্য পণ্যে পরিণত হয়? কার্বন প্লেট, কার্বন টিউব এবং কার্বন ফাইবার আকৃতির অংশগুলি তৈরির মূল বিষয়গুলির একটি বিস্তারিত ভূমিকা নিম্নে দেওয়া হল।

কাঁচামাল প্রস্তুতি

এর মূল কাঁচামাল হল কার্বন ফাইবার পণ্য কার্বন ফাইবার সূতা এবং ম্যাট্রিক্স উপকরণ অন্তর্ভুক্ত। কার্বন ফাইবার ফিলামেন্টগুলি পলিঅ্যাক্রাইলোনাইট্রাইলের মতো জৈব তন্তু থেকে তৈরি হয় যা উচ্চ তাপমাত্রায় কার্বনাইজড হয়। এদের ব্যাস মাত্র কয়েক মাইক্রন, চুলের একটি গুচ্ছের চেয়েও অনেক পাতলা, কিন্তু সাধারণ ইস্পাতের চেয়ে অনেক বেশি শক্তিশালী। এই কার্বন ফাইবার ফিলামেন্টগুলি সাধারণত কার্বন ফাইবার কাপড় বা কার্বন ফাইবার সূতায় প্রক্রিয়াজাত করা হয় যাতে পরবর্তী মোল্ডিং কার্যক্রমের জন্য সুবিধা হয়।

ম্যাট্রিক্স উপাদানটি মূলত ইপক্সি রজন এবং অন্যান্য পলিমার উপাদান নিয়ে গঠিত, যা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, কারণ এটি শুধুমাত্র কার্বন ফাইবার তন্তুগুলিকে একসঙ্গে আবদ্ধ করেই নয়, চাপ স্থানান্তরের কাজও করে, এবং একইসঙ্গে কার্বন ফাইবার তন্তুগুলির জন্য সুরক্ষা প্রদান করে, যাতে তারা আর্দ্রতা, ক্ষয়কারী পদার্থ এবং অন্যান্য ক্ষতিকর প্রভাব থেকে বাহ্যিক পরিবেশে সুরক্ষিত থাকে। উৎপাদনের আগে, বিভিন্ন পণ্যের কার্যকারিতার প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী উপযুক্ত মাপের কার্বন ফাইবার তন্তু এবং ম্যাট্রিক্স উপাদান নির্বাচন করা হয় এবং কঠোর গুণগত পরীক্ষা চালানো হয় যাতে কাঁচামালের মান উৎপাদন মানদণ্ড পূরণ করছে কিনা তা নিশ্চিত করা যায়।

কার্বন শীট (স্তরযুক্ত ঢালাই)

স্তরযুক্ত ঢালাই প্রক্রিয়া ব্যবহার করে মূলত কার্বন বোর্ডগুলি তৈরি করা হয়, যা প্রায়শই স্কিস, ব্যাডমিন্টন র্যাকেটের ফ্রেমের মতো পণ্যগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়।

প্রথমে, নকশার প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী কাটা হয় কার্বন ফাইবার প্রিপ্রেগ , প্রিপ্রেগ কার্বন ফাইবার কাপড়ের বেস উপাদান দিয়ে আগাম ভিজিয়ে নেওয়া হয়, কাটার ত্রুটি 0.1 mm-এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন, যাতে পরবর্তী পণ্যগুলির মাত্রার নির্ভুলতা নিশ্চিত করা যায়।

কাটা প্রিপ্রেগগুলি তারপর একটি নির্দিষ্ট দিক এবং ক্রমে স্তরায়িত হয়। একমুখী স্তরবিন্যাস কার্বন শীটকে একটি নির্দিষ্ট দিকে উচ্চ শক্তি প্রদান করে, যা একমুখী বল সহ্য করার জন্য গঠনমূলক অংশগুলির জন্য উপযুক্ত, অন্যদিকে ক্রস-স্তরবিন্যাস কার্বন শীটকে বহুমুখী দিকে ভালো কর্মদক্ষতা প্রদান করে, যা জটিল বলের শর্তাধীন অংশগুলির জন্য উপযুক্ত।

তারপর, স্তরায়িত প্রিপ্রেগগুলি ছাঁচে রাখা হয় এবং 5-10 MPa চাপ প্রয়োগ করা হয় যাতে প্রিপ্রেগগুলি ছাঁচের আকৃতির সঙ্গে ঘনিষ্ঠভাবে মিলে যায়, এবং তারপর ছাঁচগুলি হট প্রেস ট্যাঙ্ক বা ওভেনে রাখা হয় এবং $120-180^{\circ} C$ তাপমাত্রায় 2-4 ঘন্টা ধরে তাপ প্রয়োগ করে কঠিন করা হয়।

চূর্ণন সম্পন্ন হওয়ার পর, কার্বন প্লেটটি ছাঁচ থেকে সরিয়ে নেওয়া হয়, এবং ব্যবহারের মানে উন্নীত করার জন্য স্যান্ডিং এবং কাটিংয়ের মতো পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণ করা হয়।

কার্বন টিউব (উইন্ডিং এবং মোল্ডিং)

কার্বন টিউবগুলি সাধারণত উইন্ডিং এবং মোল্ডিং প্রক্রিয়া দ্বারা তৈরি করা হয়, যা ড্রোনের ফ্রেম এবং গল্ফ ক্লাবের মতো পণ্যগুলির জন্য সাধারণভাবে ব্যবহৃত হয়।

উইন্ডিং মেশিনের উইন্ডিং প্যারামিটারগুলি কার্বন টিউবের আকার এবং কর্মদক্ষতার প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী ডিজাইন করা হয়, যার মধ্যে উইন্ডিং কোণ একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার। যখন উইন্ডিং কোণ $\pm 45$ ডিগ্রি হয়, তখন কার্বন টিউবের টোরশন প্রতিরোধের ক্ষমতা ভাল হয়; যখন উইন্ডিং কোণ 0 ডিগ্রি হয়, তখন কার্বন টিউবের অক্ষীয় শক্তি বেশি হয়।

কার্বন ফাইবার সূতা আঠালো যন্ত্রের মাধ্যমে ভিত্তি উপাদান দিয়ে সম্পূর্ণরূপে প্রবেশ করানো হয়, এবং প্রবেশযুক্ত সূতা তৈরি হওয়ার পর, 5-15 Nm টান সহ ম্যান্ড্রেলে জড়ানো হয়, এবং জড়ানোর সময় টান সমানভাবে বজায় রাখা উচিত, যাতে কার্বন টিউবের স্থিতিশীল গুণমান নিশ্চিত করা যায়।

জড়ানোর পর, ম্যান্ড্রেলসহ কার্বন টিউবটি কিউরিং ওভেনে রাখা হয় এবং 100-150°C তাপমাত্রায় 1-3 ঘন্টা ধরে কিউর করা হয়।

কিউরিং শেষে, ম্যান্ড্রেলটি সরানো হয়। ম্যান্ড্রেল সরানোর পদ্ধতি এর উপাদান এবং আকৃতির উপর নির্ভর করে, কিছু ক্ষেত্রে এটি সরাসরি টেনে বের করা যায়, আবার কিছু ক্ষেত্রে এটি দ্রবীভূত করে সরাতে হয়, এবং অবশেষে কার্বন টিউবটি কাটা ও পালিশ করা হয় যাতে এর মাত্রার ত্রুটি 0.05 mm-এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা যায়।

আকৃতি অনুযায়ী তৈরি করা অংশ (ছাঁচনির্মাণ)

কার্বন ফাইবারের জটিল আকৃতির অংশগুলির জন্য সাধারণত ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া ব্যবহৃত হয়, যেমন অটোমোবাইল অংশ, মেডিকেল সরঞ্জামের অংশ ইত্যাদি প্রায়শই এই প্রক্রিয়াতে তৈরি হয়।

প্রথমেই, আকৃতির অংশগুলির নকশা অনুযায়ী উচ্চ-নির্ভুলতার ছাঁচ তৈরি করুন, ছাঁচের পৃষ্ঠের খাদ নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন Ra0.8-এর নিচে, কারণ ছাঁচের নির্ভুলতা সরাসরি আকৃতির অংশগুলির আকার ও আকৃতির নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে।

কার্বন ফাইবার কাপড় বা কার্বন ফাইবার ম্যাটটি ছাঁচের আকৃতির জন্য উপযুক্ত আকারে কেটে নিন, এর পৃষ্ঠে ম্যাট্রিক্স উপাদানটি সমানভাবে লাগান যাতে ঘনত্ব ধ্রুব থাকে, এবং তারপর এটিকে ছাঁচে রাখুন, এবং তারপর প্রেসের মাধ্যমে 10-20 MPa চাপ প্রয়োগ করুন, যাতে কার্বন ফাইবার উপাদানটি সম্পূর্ণরূপে ছাঁচের খাঁচার সঙ্গে আটকে থাকে।

ছাঁচটিকে তাপ প্রয়োগের যন্ত্রে রাখুন, 130-170℃ তাপমাত্রায় 3-6 ঘন্টা তাপ প্রয়োগ করে শক্ত করুন, শক্ত হওয়ার প্রক্রিয়াটি তাপমাত্রা এবং চাপ কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে, যাতে আকৃতির অংশগুলিতে বুদবুদ, ফাটল ইত্যাদি ত্রুটি এড়ানো যায়।

চূর্ণন সম্পন্ন হওয়ার পর, আকৃতি অনুযায়ী অংশগুলি ছাঁচ থেকে বের করে আনা হয় এবং উড়ন্ত কিনারা অপসারণ করে এবং পৃষ্ঠগুলি চিকন করে প্রয়োজনীয় মানের সঙ্গে খাপ খাওয়ানো হয়।

আবির্ভূত প্রযুক্তি

1.3D প্রিন্টিং

এই প্রযুক্তি কার্বন ফাইবারের জটিল আকৃতির পণ্যগুলি সরাসরি উৎপাদন করতে পারে, যা পণ্য উন্নয়নের সময়কালকে অনেকাংশে কমিয়ে দেয় এবং ব্যক্তিগতকৃত অনুকূলায়ন অর্জন করে। তবুও, বর্তমানে, 3D প্রিন্টিং-এর মাধ্যমে তৈরি কার্বন ফাইবার পণ্যগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য ঐতিহ্যবাহী প্রক্রিয়ায় তৈরি পণ্যের তুলনায় এখনও কিছুটা পিছিয়ে, এবং খরচও তুলনামূলকভাবে বেশি; এই দিকগুলি আরও উন্নত করা প্রয়োজন।

2. RTM প্রযুক্তি

অর্থাৎ, রেজিন ট্রান্সফার মোল্ডিং প্রযুক্তি, কার্বন ফাইবার প্রবলিত উপকরণকে ছাঁচে রাখা হয়, এবং তারপর ছাঁচের মধ্যে রেজিন ঢালা হয়, যাতে রেজিন প্রবলিত উপকরণের মধ্যে প্রবেশ করে এবং শক্ত হয়ে গঠন করে। এই প্রযুক্তির উচ্চ মোল্ডিং দক্ষতা, স্থিতিশীল পণ্যের গুণমান, কম পরিবেশ দূষণ ইত্যাদি সুবিধা রয়েছে। জটিল আকৃতির কার্বন ফাইবার পণ্যের বৃহৎ উৎপাদনের জন্য এটি খুবই উপযুক্ত।

গুণগত মান পরীক্ষা: প্রতিটি পণ্যের গুণগত মান নিশ্চিত করা

কার্বন ফাইবার পণ্য তৈরি করার পর, বাজারে আসার আগে তাদের কঠোর গুণগত মান পরীক্ষার মধ্য দিয়ে যেতে হয়। পরীক্ষার আইটেমগুলির মধ্যে প্রধানত মাত্রার নির্ভুলতা, চেহারার গুণগত মান এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য অন্তর্ভুক্ত।

মাত্রাগত নির্ভুলতা পরীক্ষার জন্য ক্যালিপার্স, প্রজেক্টর এবং অন্যান্য যন্ত্রপাতি ব্যবহার করা যেতে পারে, উচ্চ-নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা সম্পন্ন পণ্যের ক্ষেত্রে CMM ব্যবহার করা হয়; চেহারা গুণগত মান পরীক্ষা মূলত পণ্যের পৃষ্ঠে বুদবুদ, ফাটল, অবতল এবং অন্যান্য ত্রুটি আছে কিনা তা পরীক্ষা করা হয়, সাধারণত দৃশ্যমান পরীক্ষা এবং বিবর্ধক কাচ পরীক্ষার সমন্বয়ে করা হয়; যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরীক্ষার জন্য টেনসাইল টেস্টিং মেশিন, ইমপ্যাক্ট টেস্টিং মেশিন এবং অন্যান্য পেশাদার সরঞ্জাম ব্যবহার করা হয়, পণ্যের শক্তি, কঠোরতা, নমনীয়তা এবং অন্যান্য সূচকগুলি পরীক্ষা করে নিশ্চিত করা হয় যে পণ্যটি প্রকৃত ব্যবহারের জন্য প্রয়োজনীয় বলের চাহিদা পূরণ করতে পারে। যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা পরীক্ষার জন্য টেনসাইল টেস্টিং মেশিন এবং অন্যান্য পেশাদার সরঞ্জাম ব্যবহার করা হয় শক্তি, কঠোরতা, নমনীয়তা এবং অন্যান্য সূচকগুলি পরীক্ষা করতে হয় যাতে নিশ্চিত হওয়া যায় যে পণ্যটি প্রকৃত ব্যবহারের জন্য প্রয়োজনীয় বলের চাহিদা পূরণ করতে পারে। কেবলমাত্র সমস্ত পরীক্ষার প্রকল্পগুলি যোগ্য হলে পণ্যগুলি বাজারে প্রবেশের অনুমতি দেওয়া হয়।

মাত্রাগত নির্ভুলতা পরীক্ষার জন্য ক্যালিপার্স, প্রক্ষেপক এবং অন্যান্য সরঞ্জাম ব্যবহার করা যেতে পারে, উচ্চ-নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা সম্পন্ন পণ্যের ক্ষেত্রে CMM-এরও ব্যবহার করা হয়; চেহারা গুণমান পরীক্ষা মূলত পণ্যের পৃষ্ঠে বুদবুদ, ফাটল, অবদমন ইত্যাদি ত্রুটি আছে কিনা তা পরীক্ষা করে, সাধারণত দৃশ্যমান পরীক্ষা এবং বিবর্ধক কাচ পরীক্ষার সমন্বিত পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়; যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরীক্ষার জন্য টেনসাইল টেস্টিং মেশিন, ইমপ্যাক্ট টেস্টিং মেশিন এবং অন্যান্য পেশাদার সরঞ্জামের মাধ্যমে পরীক্ষা করা হয়, পণ্যের শক্তি, কঠোরতা, নমনীয়তা ইত্যাদি সূচকগুলি পরীক্ষা করে নিশ্চিত করা হয় যে পণ্যটি প্রকৃত ব্যবহারের জন্য প্রয়োজনীয় বলের চাহিদা পূরণ করতে পারে। যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা পরীক্ষার জন্য টেনসাইল টেস্টিং মেশিন এবং অন্যান্য পেশাদার সরঞ্জাম ব্যবহার করে শক্তি, কঠোরতা, নমনীয়তা ইত্যাদি সূচক পরীক্ষা করা হয় যাতে নিশ্চিত হওয়া যায় যে পণ্যটি প্রকৃত ব্যবহারের জন্য প্রয়োজনীয় বলের চাহিদা পূরণ করতে পারে। কেবলমাত্র সমস্ত পরীক্ষার প্রকল্পে যোগ্য পণ্যগুলিকেই বাজারে প্রবেশের অনুমতি দেওয়া হয়।