Der komplette Herstellungsprozess von Weinuo-Kohlefaser-Prepreg

Im Bereich der Verbundwerkstoffe sind Prepregs die unbestrittenen „Kernakteure“. Sie werden breit in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Automobilbau und Sportgeräte eingesetzt und bilden das „Rückgrat“ zahlreicher Hightech-Anwendungen produkte . Heute nehmen wir Sie mit in die Fabrik, um den kompletten Herstellungsprozess von Prepregs – von der Carbonfaser-Filamenten bis zum fertigen Produkt – live zu erleben.

Herstellungsprozess von Prepreg

Schritt eins: Spannen der Carbonfaser-Filamente
Die Geschichte des Prepreg beginnt mit dem Ziehen von Kohlefasern. Beobachten Sie diese dicht gepackten Rollen aus Kohlefasern, die sorgfältig auf der Ziehanlage angeordnet sind. Jedes Kohlefasergarn ähnelt einem dünnen schwarzen Faden, der mechanisch präzise ausgerichtet wird, um die spätere Integration vorzubereiten. Dieser Schritt gleicht einer Armee, die ihre Truppen versammelt, und bündelt verstreute Kohlefasern in Formation, um eine gleichmäßige Anordnung in den nachfolgenden Prozessen sicherzustellen. Damit wird die Grundlage für die Leistungseigenschaften des Prepreg geschaffen.

Schritt zwei: Verbundwerkstoff erhitzen
Nach Abschluss des Carbon-Faser-Flüssigkeitsziehverfahrens gelangt das Material in die beheizte Kompositstufe. Hier unterliegen die Carbon-Faser-Bündel unter Einfluss beheizter Walzen einer vorläufigen Schichtverbundung. Die zugeführte Wärme fördert einen engeren Kontakt zwischen den Fasern, vergleichbar mit einer „Aufwärmphase“, wodurch optimale Bedingungen für die anschließende Harzintegration geschaffen werden. Durch diesen Schritt verbinden sich die locker angeordneten Faserbündel zunehmend zu kontinuierlichen Faserschichten und nehmen die Grundform eines „Materials“ an.

Schritt Drei: Walzprofilieren
Als Nächstes folgt der Walzprozess. Die weißen Rollen wirken als Gussformen und walzen die vorläufig zusammengesetzten Kohlefaserschichten. Dieser Schritt sorgt nicht nur für eine gleichmäßigere Dicke der Faserschichten, sondern beseitigt auch weiterhin Hohlräume zwischen den Schichten, was zu einer dichteren Anordnung der Fasern führt. Stellen Sie sich das vor wie das Ausrollen von Teig mit einem Nudelholz, um eine gleichmäßige Dicke zu erreichen. Unter der Wirkung der Rollen schreiten die Kohlefaserschichten stetig dahin, um zum „Standard-Prepreg-Substrat“ zu werden.

Schritt vier: Harzimprägnierung
Der entscheidende Schritt steht nun bevor, bei dem die Kohlefaserschichten eine tiefe Verschmelzung mit dem Harz eingehen. Das Harz wirkt sowohl als „Klebstoff“ als auch als „Enabler“ und durchtränkt gleichmäßig jedes einzelne Kohlefaserfilament. Sie können beobachten, dass das Vorimprägnat nach der Harzimprägnierung eine Oberfläche mit einem deutlich hochtechnologischen Glanz aufweist. Die Zugabe von Harz stärkt nicht nur die Bindungen zwischen den Kohlefaserfilamenten, sondern verleiht dem Vorimprägnat auch außergewöhnliche mechanische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und weitere „Superkräfte“, wodurch es unter verschiedenen komplexen Betriebsbedingungen hervorragend funktionieren kann.

Schritt Fünf: Aufwickeln des Endprodukts
Nach einer Reihe anspruchsvoller Verfahren hat das Prepreg nun seine Form angenommen. Sauber zu einer Rolle aufgewickelt, ähnelt es einer Schriftrolle, die darauf wartet, versandt zu werden, um an Produktionslinien weltweit weiterverarbeitet zu werden. Dort wird es zum Kernmaterial für Flugzeugbauteile, hochleistungsfähige Rennwagenkomponenten, Premium-Badmintonschläger und andere zukunftsweisende Produkte verarbeitet.

Obwohl die unidirektionalen und bidirektionalen Verfahren für Prepregs ähnlich sind, bestehen dennoch Unterschiede zwischen ihnen.

Kernunterschied: Die Faserstruktur bestimmt alle Variationen.

1. Unidirektionales Prepreg: Alle Fasern sind parallel in dieselbe Richtung angeordnet. Ähnlich wie ein "supersolider Besen" kann es nur enorme Zugkräfte entlang der Richtung der Borsten aufnehmen.

2. Bidirektionales Prepreg: Die Fasern werden in Stoffform gewebt, typischerweise in den gebräuchlichsten Bindungen wie Leinwandbindung, Köperbindung oder Atlasbindung. Die Fasern verflechten sich sowohl in 0°- als auch in 90°-Richtung. Ähnlich wie ein Stück Segeltuch weist es in beiden Richtungen Festigkeit und Stabilität auf.

Detaillierter Vergleich: Unidirektionale Prepregs vs. bidirektionale Prepregs

Wissenswertes

(1) Wofür kann ein Blatt Prepreg verwendet werden?

(2) Wie erkennt man auf einen Blick ein hochwertiges Prepreg?

Oberfläche prüfen: Das Harz sollte gleichmäßigen Glanz aufweisen, ohne „weiße Fäden“ (trockene Fasern).

Beschaffenheit fühlen: Es darf bei Raumtemperatur nicht klebrig sein, sondern wird erst leicht erwärmt haftend.

Geruch beurteilen: Gutes Harz hat einen schwachen „Kolophonium“-Duft; ein scharfer Geruch deutet meist auf minderwertige Härtungsmittel hin.