Dull Ffurfio Rhaglenu Gwefr Glasfaen Traddodiadol

Yn y byd ddelfrydol o awyrenneg a chynhyrchu ar lefel uchel, rhaglen Gwefr Carbon mae technoleg ffurfio yn debyg i "cerddor anweledig", sy'n siapio deunydd ar lefel uchel gyda gwelliant eithriadol sy'n cyfuno cryfder ac ysgafn. Fel broses gwasgaredig yn y maes cyfansawdd, mae'r dull traddodiadol o ffurfio rhaglenu gwefr glasfaen wedi mynd drwy ddegawdau o newisiadau, ac yn dal yn "cwarel cefn" y diwydiant cynhyrchu ar lefel uchel. Heddiw, byddwn yn edrych yn fanwl ar lojic craidd y technoleg hon i weld sut mae'n newid o ddarn o wrian glasfaen sydd wedi'i hychwanegu â smwddf i gydran allweddol awyren ofod a sgerbwd corff car ras.

Beth yw Rhaglenu Gwefr Glasfaen?

I ddeall y dull ffurfio, rhaid i ni gyntaf ddeall y cysyniad sylfaenol o "prepreg". Yn syml, mae prepeg manwerthu graffit o garbôn yn y "cyfuniad perffaith" o drawst a smwddf - mewn amgylchedd sydd dan reolaeth gryf o ran tymheredd a gwasgedd, mae smwddf eposi, smwddf phenolig a materion matrics eraill yn cael eu hamgored yn gyson i fewn i'r wydr graffit o garbôn i greu cil acrannau neu daclau o faterion cyfansawdd gluinog sydd ag anwyldro penodol.
Mae'r nodwedd hon o "rhag-amgored" yn ei wahaniaethu oddi wrth broses ffurfio manwerthu sych: mae cynnwys y smwddf a'i ddosbarthiad wedi'u osod o flaen llaw, ac mae'r ffurfiad sydd yn dilyn yn angen canolbwyntio dim ond ar sut i wneud i'r deunydd ffitio'n uniongyrchol i'r ffwrnais a'i gael yn llawn oeg, gan leihau cymhlethdod y weithrediad ar-lein yn sylweddol. Mae'n debyg i'r dyddyn sydd wedi'i wneud o blaen cyn poptynu, mae'r recipis wedi'i addasu, mae dim ond angen cadw golwg ar berchen y bâg a'r amser.

Dull ffurfio traddodiadol

（1）Ffurfiad Autoclave
Y broses safon aur ar gyfer gweithgynhyrchu cyfansoddion perfformiad uchel gradd awyrennau. Mae'n cynnwys arwain y drefn flaen-bario o fewn haen o garbon a'r ffôrmon yn swd sydd dan wagl, ac yn ei roi i mewn i adron fawr, â chynwas sylwedd a thymheredd uchel, sef y tanc tâs. Yn ystod y broses o siâp, cymhwysir gwas sylwedd a thymheredd uchel ( sawl atmosffer) ar y tanc ar yr un pryd, gan ganiatáu i'r smwddf llifo'n llawn a chwmnio'r ffyrdd, gan gynhyrchu rhanau â chynnwys ffyrdd eithriadol uchel a phoriwch isel.
Mae mantais y broses hon yn cynhyrchu rhanau strwythurol cymhleth o ansawdd anghymharadwy â phriodweddau mecanig a chysondeb eithriadol. Fodd bynnag, mae anfantelebau eithriadol yn amlwg iawn: mae offer y tâs ei hun yn eithriadol o ddrut, yn defnyddio lot o ynni, ac yn cynnwys cylchoedd gweithgynhyrchu hir a chostus, felly fel arfer maen nhw'n gyfyngedig i'r awyrennau a charau ras F1, ble mae perfformiad eithafol yn ofynnol.
（2）Crynhoi Moldio
Proses hynod effeithiol ar gyfer cynhyrchu cyfrol canolradd i uchel. Mae'n rhoi maint penodedig o faterion paratredig neu gyfansawd ffwrddio (fel SMC) i fewn i ffwrdd metel wedi'i rhag-wero, yna mae'n cau'r ffwrdd a gwneud defnydd o wasgedd a chynhesedd uchel, fel bod y deunydd yn llifo o fewn man cwlwm y ffwrdd a'i llenwi, ac yna'n harddio a ffwrddio ar ôl ymosod a chadw'r wasgedd.
Mae mantais y broses yn radd uchel o awtomeiddio, cynhyrchu cyflym, cywirdeb dimensiynol uchel ar y cynnyrch a dwy ochr sydd yn glir. Fodd bynnag, oherwydd y angen i ddod â llawer o wasgedd dan sylw gan ffwrdd galed, mae'r gost fynediad cyntaf yn uwch. Mae'n briodol iawn ar gyfer cynhyrchu darnau strwythurol swmp mae eu hangen ar ansawdd da ar wyneb, megis panelau corff awto, casgliadau batris a chyfleusterau chwaraeon perfformiad uchel.
（3）Ffrwdio Bag Gwacwm
Proses sylfaenol a gyferir yn aml sy'n defnyddio pwysau atmosfferig i gywasgu deunyddiau cyfansawdd. Mae cyfres o ddeunyddiau ategol yn cael eu hamgáu â haen gludiwyd â llaw neu haen bar-breciwlaidd, ac mae'r system gyfan yn cael ei alwdrwygu gyda sach dan wagr, sydd yn cael ei bomio'n barhaus gan bom wagr i greu gwasgedd negyddol, fel bod y pwysau atmosfferig yn cael ei gymhwyso'n gyfartal ar wyneb y cynnyrch, gan ddileu awyr a chywasgu'r strwythur.
Mae'r dull hwn yn gallu cynyddu cynnwys y ffrwyn yn sylweddol, lleihau porwch, a gwella cysondeb dosbarthiad y rhewyn, ac mae ei gost yn llawer is na'r tanlgrwm tâp gynnes. Fodd bynnag, dim ond gall ddarparu uchafswm o tua 0.1 MPa, ac ni chyrraedd y terfyn uchaf perfformiad yr un mor dda â'r broses uwch bwysau, sydd yn cael ei ddefnyddio'n eang yn nwydro, creu prototeipiau, a rhanau cyfansawdd gyda gofynion perfformiad canolig.
（4）Amgáu Rholwr
Proses cyfeiriadol sy'n arbenigo yn cynhyrchu tebygolion tân-twal perfformiad uchel. Mae'r barcum ffibr garbon wedi'i gwtogi ar ongl benodol ac yna'n cael ei windio'n uniongyrchol o dan bwysau ar fandrel, a ddylid ei amgáu'n aml yn dilyn hynny ag awgrym crymynu i gymhwyso pwysau crymu, cyn ei wresogi a'i osod yn y ffwrn eli ac yna'i ddadfformio i gael y pibell.
Mae'r broses hon yn gallu rheoli cyfeiriad y ffibr (e.e., cyfuniadau 0°, ±45°) yn uniongyrchol, gan gyrraedd priodweddau mecanyddol arolygu echelin eithriadol â chywirdeb dimensiynol da a chyfradd ansawdd ar wyneb da. Fodd bynnag, mae'n dibynu ar barcum a mandrel, mae effeithlonrwydd cynhyrchu cyfyngedig, ac fe'i defnyddir yn bennaf mewn nwyddau chwarae uchel fel sainc clwb pêl-droed, fesynod pysgota, a choesau beiciau eistedd.
（5）Gwinio Filament
Proses awtomatig ar gyfer cynhyrchu cydrannau mên drotar cryf. Mae'r ffrwyn dur corbon parhaus yn cael ei hamgwyddo mewn baño resen ac yna'n cael ei osod â manwlbarhau gan ben gôr gwmpas rheoliad cyfrifiadur ar feincr drotar mewn proffiliau a thrionglau rhagosodedig nes iddo gyrraedd y drwch wedi'i ddylunio, ac yna'n cael ei osod i'w siâp.
Mae'r fflyd flaenafol fwyaf o'r broses hon yn y bydd y ffrydiau'n barhaol ac yn cael eu tensio'n gyfart, gan ganiateu cynnwys cyfaint ffryd eithriadol uchel a defnydd cryfder, yn enwedig ar gyfer cynghorau sydd dan bwysau mewnol. Fodd bynnag, mae'n gyfyngedig i siapiau crwn trosgludo a chyfresau da. Typycal cynnyrch yn cynnwys silindrau nwy dan bwyso (CNG/Hydrogen), pibio a chasâu peiriant rocset.
（6）Pultrusion
Proses hynod effeithiol ar gyfer cynhyrchu proffiliau cyfansawdd croestoriad parhaus yn barhaus. Fel "spageti", mae'n tynnu taflenni neu ffabrigeion carbon parhaus trwy wallt resen i'w hamguddio, yna'u hanfon drwy fformio dur uniongyrchol wedi'i wresogi ble maent yn cael eu ffurfio, eu cryfhau, a'u harddio'n barhaus, cyn eu tynnu allan gan draclawd a'u torri i hyd cyson.
Mae'r broses yn enwedig gynhyrcheddol, gan ganiatáu cynhyrchu parhaus awtomateiddiol, defnydd uchel o ddeunyddiau crai, a chost effeithiolrwydd sylweddol. Fodd bynnag, mae ei gynhyrchion wedi'u cyfyngu i broffiliau llinol â groestoriad cyson, ac mae cryfder hydredin yn llawer uwch na'r groeslinellol. Mae cynhyrchion cyffredin yn cynnwys aelodau trwsê bont, pontydd cabl, crannau dar, a amryw fathau o ffonau a phroffiliau.
（7）Fforio Bag Gwasgedd
Gall ei weld yn fersiwn gwellhaedig o ffurfio bag gwacwym. Ar sail y system bag gwacwym, mae'r ffwrn ddodrefn wedi'i leoli yn fewn tanc pwysau sydd yn addas ar gyfer cau, sy'n tynnu'r aer o fewn ochr y bag gwacwym ac hefyd yn rhoi gwydrwydd ar y tu allan i'r bag (fel arfer 0.4-0.6MPa), gan roi pwysau ffurfiad uwch nag sydd ag unigolyn gwacwym.
Mae'r dull hwn yn gwella cynnwys y manylion a'u dwysedd yn sylweddol heb angen buddsoddiad mawr mewn tanc poeth, ac mae'n gweithredu'n well na'r broses bag gwacwym unigol. Mae'n addas iawn ar gyfer cynhyrchu darnau mawr na ellir eu ffitio i danc poeth, fel corfforiau ceubani bychain i gymedrol, rhanau carrenau tren a radomau mawr.

Cymharu Dulliau Ffurfio Rhaglen Fiber Carbon

Dyfodol: Arloesi mewn Etos

Nid yw draddodiad yn golygu stagnu. Heddiw, mae'r diwydiant yn torri drwy bottlegochau trwy "micro-arloesi": er enghraifft, datblygu smwddau o is-temperatura, sy'n cau'n gyflym sy'n byrhu amser cau o 2 awr i 30 munud; defnyddio offer plygu awtomatig sy'n disodli pen-blwng llaw i wella effeithloni; ac hyd yn oed cyflwyno algorithmiau AI i ddylunio matrics i ddewisa gwahanu pwysau i leihau diffygion.
Mae'r gwella thrwy brosesau traddodiadol wedi gallu cadw eu mantais berfformiad tra'n trosglwyddo raddol i "uchel effeithlon a phris is", ac yn parhau i chwarae rôl bwysig yn y maes cyfansawdd.
O ofodlleoedd i eithrio offer chwaraeon, mae'r dull traddodiadol o ffurfio rhaglennau prepeg carbon fiber yn dehongli'r athroniaeth gynhyrchu o "gwaith araf a sefydlog" gyda crafftwriaeth gadarn. Efallai na fydd yn y rhan fwyaf bellach, ond mewn sefyllfaoedd sydd angen hyblygrwydd eithafol, mae'r "traddodiad" hwn yn union y ansawdd ansicrwydd.