Uppgötvaðu upprunann af kolefnissúrefni vöru, kolefnissúrefnisplötu, kolefnissúrefnirör, lögunarhluta og hvernig á að gera þá

Karbonsvifur vörur , með áberandi eiginleikum sínum í léttvægi og hári styrk, eru víða notuð í ýmsum tilvikum, eins og flugvélarhlutum í geimherslun, líkamshlutmálum í bílum og hágæðavélakerfi í íþróttum. Hvernig breytast þau skref fyrir skrefi frá grunnefni yfir í raunveruleg vörur? Hér fylgir nákvæm kynning á lykilelementum við að búa til kolvetnuskeljur, kolvetnusrör og formuð kolvetnsefni.

Framleiðsla hráefnis

Aðalgrunnefnin í kolvetnisvöru innihalda kolvetnsgarð og fjöðursemefni. Kolvetnströð eru gerð úr lífríkum garðum eins og pólýakrýlónítríl sem verða kolvíðuð við háa hita. Þau eru aðeins nokkrar mikrómetrar í þvermál, mikið þynnri en hárstrjúki, en mikið sterkri en venjulegur stál. Þessir kolvetnslóðar eru venjulega unnir úr kolvetnsklæði eða kolvetnsgarði til auðveldingar á eftirtölubrúgun.

Fylgimeðið er aðallega epóxý-harðefni og önnur polymer efni, sem spila vikivork hlut, ekki aðeins til að festa kolefnissímulurnar saman, heldur einnig til að flytja álagskraft, og samtímis veita vernd fyrir kolefnissímulum, svo þær séu verndaðar gegn ytri umhverfi eins og raka, sárbarðum efnum og öðrum skaða. Áður en framleiðsla fer í gang eru kolefnissímulur og fylgimeði eftir viðeigandi stærð og gerð valin út frá afköstumögu kröfum mismunandi vara, og er nákvæm gæðaprófun framkvæmd til að tryggja að gæði hráefnanna uppfylli framleiddarstaðla.

Kolplata (lagaformun)

Kolplötur eru aðallega gerðar með lagaformunaraðferðinni, sem oft er notuð fyrir vörur eins og skíði og badmintonrámar.

Fyrst og fremst, samkvæmt hönnunarkröfum til að klippa prepreg úr kolefnisvefi , prepreg er forutsótt með grunnefni kolvetnipláts, klippingar villu þarf að stjórna innan 0,1 mm, til að tryggja máltöku á eftirfarandi vörum.

Síðan eru klipptu prepreg plötur lagðar í ákveðinni átt og röð. Einhliða skeljun gefur kolvetnipleðinu háa styrk í einni átt, sem hentar fyrir gerðahluta sem verða undir einhliða álagi, en krossskeljun gefur kolvetnipleðinu góðar eiginleika í mörgum áttum, sem hentar fyrir hluti með flókin álagsmynstur.

Að því loknu eru skeljuðu prepreg plötur settar í form og þrýstingur 5–10 MPa er beitt, svo prepreg plötur fylli nákvæmlega formið, og síðan eru formin sett í hitasprettar eða ofna og hörðuð við hitastig $120-180^{\circ} C$ í 2–4 klukkutímum.

Þegar hörðnun er lokið er kolgrófunnarplatan tekn úr formi og á eftirfarandi vinnslu eins og snyrtingu og klippingu til að koma henni upp í notkunarstaðal.

Kolrör (vafningur og mótlagning)

Kolrör eru flest gerð með vafnings- og mótlagningarferli, sem er algengt notað fyrir vörur eins og drónarammar og golfklúbbi.

Vafningsstillingar vafvarans eru hönnuðar miðað við stærð og afköstakröfur kolrærsins, þar af er vafningshorn einn lykilbreyturna. Þegar vafningshorn er $\pm 45$ gráður, er snúningsviðstand kolrærsins betra; þegar vafningshorn er 0 gráður, verður ásálengingarsterkari kolrærsins hærri.

Kolvetnarsíðan er fullgaðsuð með grunnefni í gegnum gaðsýðingartæki, og eftir að gaðsýðdu síanum er búið til er hringlagað á formrör undir spennu 5-15 Nm, og spennan skal vera jafnt dreifð á meðan á vafninginum stendur, til að tryggja stöðugt gæði kolrórsins.

Eftir vafning er kolrórið með formrörum sett í gjörðuofn og gjört við 100-150°C í 1-3 klukkutímum.

Á gjörðulokunum er formrörið fjarlægt. Hvernig formrör er fjarlægt fer eftir efni og lögun þess, sum eru beint dregin út, en önnur verða að leysa upp og fjarlægja, og að lokum er kolrórið klippt og polírað, svo að málskekkja verði innan 0,05 mm.

Formhlutar (formun)

Flókin lögun á kolvetnahlutum, algengasta formunarferli, eins og hlutar fyrir bíla, hlutar fyrir lyfjatækni o.s.frv., eru oftast framleiddir með þessu ferli.

Í fyrsta lagi, samkvæmt formi hannaðra hluta, verða hámarks nákvæmar myndar að vera hönnuðar og framleiddar, þar sem yfirborðsýru myndarinnar verður að vera undir Ra0,8, vegna þess að nákvæmni myndarinnar hefur bein áhrif á stærð og formnákvæmni hannaðra hluta.

Klippa koljafibursklæðið eða koljafibursmattinn í stærð sem hentar formi myndarinnar, jafnt drepa grunnefni á yfirborðið til að tryggja jafnþykkt, setja svo inn í myndina, og nota síðan 10–20 MPa þrýsting í gegnum ýtihluti, svo koljafiburmaterialeð festist fullkomlega við holann í myndinni.

Settu myndina í hitatæki, hita og hrða við hitastig 130–170°C í 3–6 klukkutíma, og verður að strangt stjórna hitastigi og þrýstingi við hrðun, til að koma í veg fyrir galla eins og blöðrur, sprungur og aðrar defekta í hannaðu hlutunum.

Þegar gjörð er lokið eru formuð hlutir tekin úr moldunum og meðhöndluð með því að fjarlægja flýjandi armar og sánda yfirborðin til að tryggja að þeir uppfylli kröfur um notkun.

Nýjungartækni

1. 3D prentun

Þessi tækni getur beint framleitt flókna form af kolefnissúreförum, sem minnkar verksmiðjuþróunartímann mjög mikið, en einnig möguleika á persónugerðri sérsníðing. Í augnablikinu eru 3D prentaðir kolefnissúrefjar í sjálfstæðum eiginleikum enn á baki við hefðbundin framleiðsluferli, og kostnaðurinn er mun hærri, svo að þessar atriði verða að batna frekar.

2. RTM tækni

Það er að segja, smeiðhnittingur hlutanna með harðsælum, þar sem kolvetni styrkjar efni er sett í formið og svo innsýrður harðsælur til að drjúpa í gegnum styrkjarefnið og steypa. Þessi tækni hefur kosti eins og hár útborgunartími, stöðugt vöru gæði, lág umhverfis áhrif o.fl. Hún er mjög hentug fyrir massaframleiðslu af kolvetnismálma með flóknum lögunum.

Gæðaprófanir: tryggja gæði allra vara

Eftir að kolvetnisvörurnar eru búnar til verða þær prófaðar í gegnum strangar gæðaprófanir áður en komnar á markaðinn. Prófanirnar innihalda aðallega nákvæmni víddar, ytri gæði og raflaga eiginleika.

Til mælinga á stærðfræðilegri nákvæmni er hægt að nota skjalafar, varpar og önnur tæki; fyrir vörukröfur sem krefjast hárrar nákvæmni er einnig notað CMM-mælitækni; gæðakönnun á útliti felst aðallega í því að athuga hvort yfirborð vörunnar innihaldi blös, sprungur, fellur eða aðrar galla, og gerst venjulega með samtökum auglýst prófunar og brennisteinsprófunar; til að kanna lerkenni vörunnar krafist er sérstakra tækja eins og dráttsprófunartækis, árekstursprófunartækis og annarra sérhæfðra tækja til að mæla styrk, stífni, seigleika og önnur viðeigandi víddarmál, svo auðvitað sé að vara uppfylli kröfur um raunnotkun á álagskrafti. Til prufu á lerkynningum krafist er dráttshnífja og annarra sérhæfðra tækja til að mæla styrk, stífni, seigleika og önnur viðeigandi víddarmál, svo auðvitað sé að vara uppfylli kröfur um raunnotkun á álagskrafti. Aðeins vöru sem standast allar prufur með góðum árangri er heimilt að sleppa á markaðinn.

Dimensional nákvæmni prófun getur notað kaliper, projektor og önnur verkfæri, fyrir hár nákvæmni kröfur af vörunni, mun einnig nota CMM; útlit gæði prófun er aðallega til að athuga hvort vörunnar yfirborð hvort það eru bólur, sprungur, þjöppun og aðrir galla, almennt með því að Í vélrænni reynslu er nauðsynlegt að nota teygjuprófunartæki og annan fagmannlegan búnað til að prófa styrk, stífni, þrengingu og aðra viðmið til að tryggja að vara geti staðið undir kröfum um raunverulega notkun á krafti. Aðeins öll prófunarverkefni eru hæf vörur sem geta fengið að koma á markað.