Datrys y geni o gynhyrchion ffibr garbon: sgrin ffibr garbon, tebygau garbon, rhaniau siapied – sut i wneud

Fibrau Carbwn cynnyrch , â'u nodweddion nodedig o ysgafn a chryfder uchel, maen nhw'n cael eu defnyddio'n eang mewn sawl sefyllfa, fel rhanau awyren yn awyrennau, strwythurau corff yn awtofeddiannau, a thonnedd uchel yn offer chwaraeon. Sut maen nhw'n troi o ddeunyddiau sylfaenol i gynhyrchion defnyddiol cam wrth gam? Yn y canlynol, cyflwyniad manwl o bwyntiau allweddol gwneud ffoliau carbon, tebygion carbon, a rhaniau ffibr garbon siâp.

Paratoi Deunyddiau Crai

Mae'r deunyddiau craidd sylfaenol cynhyrchion Ffrâd Carbnig yn cynnwys darnau a deunydd matricsffibr garbon. Gwnewid filamëntiau fibr garbon o feintiau organig fel polyacrylonitrile sy'n cael eu carbonu ar dymhereddau uchel. Maen nhw'n unrah ychydig fewnolitrog, llawer tannedd na strand o wallt, ond llawer cryfach na dur arferol. Mae'r filamëntiau fibr garbon hyn yn aml yn cael eu prosesu i wneud gwisg neu dannau fibr garbon i gyflawni gweithrediadau addurnu pellach.

Mae'r materion matrics yn bennaf yn resin eposi a materion polymer eraill, sy'n chwarae rôl hanfodol, nid yn unig i grynhoi'r ffibrion glo â'i gilydd, ond hefyd i drosglwyddo straen, ac ar yr un pryd darparu diogelwch i'r ffibrion glo fel eu bod yn cael eu hamddiffyn rhag y gofodolfa allanol o lechedd, sylweddau corrosgaidd a thrabedion eraill. Cyn y cynhyrchu, bydd ffibrion glo a materion matrics o benodolion addas yn cael eu dewis yn ôl gofynion perfformiad y cynnyrch gwahanol, ac fe wnaiff broses ansawdd gogydd galed i sicrhau bod ansawdd y deunydd cychwynnol yn cyd-fynd ag safonau'r cynhyrchu.

Tafluniad carbon (ffurfio gludiadedig)

Mae bwrddiau carbon yn cael eu gwneud yn bennaf gan ddefnyddio'r broses ffurfio gludiadedig, sy'n aml yn cael ei ddefnyddio ar gyfer cynhyrchion fel sciïau a fframiau racedi badminton.

Yn gyntaf, yn ôl gofynion y ddylunio i dorri rhaglen Gwefr Carbon , mae'r rhaglen wedi'i hamserchu'n gynt ar waith y defnydd sylfaen o wnen glofrwyd, ac mae angen rheoli gwall torri o fewn 0.1 mm, er mwyn sicrhau cywirdeb dimensiynol y cynhyrchion ddiweddarach.

Yna mae'r rhaglenni a gafodd eu torri yn cael eu hadleidio mewn cyfeiriad ac eilydd penodol. Mae apilan ungyfeiriadol yn rhoi cryfder uchel i'r daflenni carbon mewn un cyfeiriad, sy'n addas ar gyfer rannau strwythurol sydd angen eu dal â grymoedd ungyfeiriadol, tra bod apilan croes yn rhoi perfformiad da i'r daflenni carbon mewn sawl gyfeiriad, sy'n addas ar gyfer rannau â chyflwr grym cymhleth.

Ar ôl hynny, mae'r rhaglenni a gafodd eu stapio yn cael eu rhoi i mewn i ffyrdd ac yn derbyn gwasgariad o 5-10 MPa fel bod y rhaglenni'n ffitio'n agos i siâp y ffyrdd, ac yna mae'r ffyrdd yn cael eu rhoi i mewn i thanc bres poeth neu ovens a'u hanogi a'u cured ar dymheredd o $120-180^{\circ} C$ am 2-4 awr.

Ar ôl i'r ciachu gael ei gwblhau, tynnir y plât garbon o'r ffôr, ac yna caiff prosesu pellach fel sanderio a chodri ei wneud er mwyn dod o hyd i safon defnyddio.

Tibau carbon (gôl a ffurfio)

Mae'r rhan fwyaf o dibaucarbon yn cael eu gwneud trwy broses ôl a ffurfio, sy'n aml yn cael ei ddefnyddio ar gyfer cynhyrchion fel fframiau dronio a chlwbau golff.

Mae paramedrau'r ôl ar y peiriant ôl yn cael eu haddurno yn ôl maint ac ofynion perfformiad y dŵr carbon, ble mae ongl yr ôl yn un o'r paramedrau allweddol. Pan fo'r ongl ôl yn $\pm 45$ gradd, mae modd gwrthsefyll troelliad y dŵr carbon yn well; pan fo'r ongl ôl yn 0 gradd, bydd cryfder echelinol y dŵr carbon yn uwch.

Mae'r gwenyn ffibr garbon yn cael ei hamgwmni'n llawn gyda'r deunydd sylfaenig trwy'r dyfais amgymnu, ac ar ôl i'r gwenyn wedi'i amgymnu gael ei wneud, mae'n cael ei gyllido ar y mandrel gyda thrydiant o 5-15 Nm, ac dylai'r trydiant gael ei chadw'n unffurf o ganlyniad i'r broses gylledu, er mwyn sicrhau ansawdd sefydlog y tebyg carbon.

Ar ôl gylledu, mae'r tebyg carbon gyda'r mandrel yn cael ei roi i mewn i'w ffwrn osod a'i osod am 1-3 awr wrth 100-150C.

Pan fydd osod yn dod i ben, mae'r mandrel yn cael ei dynnu. Mae'r ffordd o dynnu'r mandrel yn dibynnu ar ei deunydd a'i siâp, gall rhai gael eu tynnu'n uniongyrchol, tra bod rhai angen eu hailio a'u tynnu, ac yn ol pen, mae'r tebyg carbon yn cael ei dorri a'i llysgu fel y gall camgymeriad dimensiynol gael ei reoli o fewn 0.05 mm.

Cydrannau siâp (fformio)

Siâp cymhleth o gydrannau ffibr garbon, sydd yn aml yn defnyddio proses fformio, megis rhanbarthau cerbydau, rhanbarthau offer meddygol, ac ati, sydd yn aml yn cael eu defnyddio yn y broses hon.

Yn gyntaf o'r holl, yn ôl siâp y rhaniau siâpedig, dylunio a gweithgynhyrchu matricsion tâl-union, mae angen rheoli trawsgelliad arwyneb y matrics i dan Ra0.8, gan fod uniondeb y matrics yn effeithio'n fyth ar faint a siâp y rhaniau siâpedig.

Gorwedd y gwt mwg carbon neu'r gwt mat carbon i'r maint addas ar gyfer siâp y matrics, paentio'r materol matrix yn gyfartal ar ei arwyneb i sicrhau bod y drwch yn gyson, ac yna ei roi i mewn i'r matrics, ac yna ychwanegu gwasgedd o 10-20 MPa trwy'r bwys, fel bod y materol mwg carbon yn gludo'n llawn i gorsaf y matrics.

Rhowch y matrics i mewn i'r dyfais wresogi, gwresogi a chreu yn ystod 3-6 awr ar dymheredd o 130-170℃, mae angen rheoli tymheredd a gwasgedd yn gryf yn ystod y broses greu, er mwyn osgoi diffygion megis bolud, cracio a diffygion eraill yn y rhaniau siâpedig.

Ar ôl i'r curo gael ei gwblhau, mae'r darnau siâp wedi'u gymryd allan o'r ffyrdd a'u trin drwy dynnu'r ymylon a symud y wynebau i wneud yn iawn â'r gofynion ar gyfer defnydd.

Technoleg sy'n dod i'r amlwg

1. Argraffu 3D

Mae'r technoleg hon yn gallu cynhyrchu'n uniongyrchol siapiau cymhleth o gynhyrchion mannod glofr, gan leihau cyfnod datblygu'r cynnyrch yn sylweddol, ond hefyd i gyrraedd personoli. Fodd bynnag, ar hyn o bryd, mae cynhyrchion o fewn mannod glofr wedi'u gwneud gan argraffu 3D yn dal yn dangos cam briodweddau mecanig o'i oherwydd y broses draddodiadol, ac mae'r cost yn gymharol uchel, ac mae angen gwella'r agweddau hyn bellach.

2. Technoleg RTM

Hynny yw, technoleg fforio trosglwyddo smwddf, yw’r deunydd cryfhau ffibr garbon i mewn i’r ffôr, ac yna mae’n rhewi'r smwddf i mewn i’r ffôr, er mwyn i’r smwddf ddiffnodi trwy’r deunydd cryfhau a chrymal ffôr. Mae gan y technoleg fflydrau o uchaf o ran effeithlonrwydd fforio, ansawdd cynnyrch sefydlog, llygredd amgylcheddion isel, ac yn y blaen. Mae'n ddigon addas ar gyfer cynhyrchu ar gyfeirnod mawr o gynhyrchion ffibr garbon â siapiau cymhleth.

Prawf ansawdd: sicrhau ansawdd pob cynnyrch

Ar ôl i’r cynhyrchion ffibr garbon gael eu gwneud, rhaid gwneud prawf ansawdd gogyddus arnyn nhw cyn iddyn nhw fynd i’r farchnad. Mae’r eitemau profi’n cynnwys cywiriannedd maint, ansawdd ymddangosiad a phriodweddau mecanyddol yn bennaf.

Gall profion cywirdeb dimensiynol ddefnyddio calibrwyr, proffwydroedd a offer arall; ar gyfer gofynion uchel o ran mandon, byddwn hefyd yn defnyddio'r CMM; mae profion ansawdd y golwg yn bennaf i wirio a yw'r wyneb cynnyrch wedi'i chynnwys o bwysiodd, cracio, cwmniannau ac anfeithriadau eraill, ac yn gyffredinol yn defnyddio adolygiad gweledol a ffordd gyfunol o adolygu dan geisyll; mae angen gwneud profion priodweddau mecanegol trwy ddefnyddio peiriannau profi tynnu, peiriannau profi effaith a offer proffesiynol eraill i brofi crynedd, craffter, hygrededd a threiddiau eraill er mwyn sicrhau bod y cynnyrch yn gallu bodloni gofynion y gorfodaeth yn y defnydd real. Mae profion perfformiad mecanyddol yn gofyn am ddefnyddio beiriannau profi tynnu a offer proffesiynol eraill i brofi crynedd, craffter, hygrededd a threiddiau eraill er mwyn sicrhau bod y cynnyrch yn gallu bodloni gofynion y gorfodaeth yn y defnydd real. Dim ond pan fydd pob prosiect profi'n gymwystrol y gall cynhyrchion gael caniatâd i ddod i'r farchnad.

Gall profi terfynoldeb defnyddio calibrau, proffwydroedd a offer ar gyfer gofynion uchel o ran manyleb y cynnyrch, bydd hefyd yn defnyddio'r CMM; mae profi ansawdd y golwg yn bennaf i wirio a yw ganwyd y wyneb cynnyrch agorau, cracio, cwympo a diffygion eraill, fel arfer gan ddefnyddio adolygiad gweledol a ffordd gyfunol adolygu drwy gylchloywr; mae angen gwneud profi priodweddau mecanyddol trwy ddefnyddio peiriannau profi llusgo, peiriannau profi effaith a thonnoegraffau eraill, i brofi cryfder y cynnyrch, craffter, hygrededd a threinion eraill er mwyn sicrhau bod y cynnyrch yn gallu bodloni gofynion y gorfodaeth sy'n cael eu defnyddio yn ymarfer. Mae profi perfformiad mecanyddol yn gofyn am ddefnyddio peiriannau profi llusgo a thonnoegraffau eraill i brofi cryfder, craffter, hygrededd a threiniau eraill er mwyn sicrhau bod y cynnyrch yn gallu bodloni gofynion y gorfodaeth sy'n cael eu defnyddio yn ymarfer. Dim ond pan fydd pob prosiect profi wedi'i gymryd yn gymwys y gall cynhyrchion gael caniatâd i fynd i'r farchnad.