ວິທີການຂຶ້ນຮູບເສັ້ນໃຍຄາບອນແບບດັ້ງເດີມ

ໃນໂລກຂອງອຸດສາຫະກໍາການບິນ ແລະ ການຜະລິດລະດັບສູງ, ຜະລິດຕະພັນກາກບອນໄຮ້ເຄືອບ ເຕັກໂນໂລຊີການຂຶ້ນຮູບຄືກັບ "ຊ່າງງານທີ່ບໍ່ມີຕົວຕົນ", ທີ່ຂຶ້ນຮູບວັດສະດຸລະດັບສູງດ້ວຍທັກສະອັນແນ່ນອນ ເຊິ່ງປະສົມປະສານຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ນ້ຳໜັກເບົາ. ເປັນຂະບວນການດັ້ງເດີມໃນດ້ານ composite, ວິທີການຂຶ້ນຮູບ carbon fiber prepreg ແບບດັ້ງເດີມໄດ້ຜ່ານການປັບປຸງມາຫຼາຍສິບປີ ແລະ ຍັງຄົງເປັນ "ແກນກາງ" ຂອງການຜະລິດລະດັບສູງ. ວັນນີ້, ພວກເຮົາຈະເຈາະລະອຽດເຂົ້າໄປໃນເຫດຜົນພື້ນຖານຂອງເຕັກໂນໂລຊີນີ້ ເພື່ອເບິ່ງວ່າມັນປ່ຽນແປງຈາກຜ້າ carbon fiber ທີ່ຊຸບດ້ວຍເລືອດຢາງເປັນສ່ວນປະກອບສຳຄັນຂອງຢານອາວະກາດ ແລະ ໂຄງຮ່າງຕົວຖັງຂອງລົດແຂ່ງໄດ້ແນວໃດ.

ຜະລິດຕະພັນທີ່ເຮັດດ້ວຍເສັ້ນໃຍກາກບອນແມ່ນຫຍັງ?

ເພື່ອເຂົ້າໃຈວິທີການຂຶ້ນຮູບ, ພວກເຮົາຕ້ອງເຂົ້າໃຈພື້ນຖານຂອງ "prepreg" ກ່ອນ. ຖ້າເວົ້າຢ່າງງ່າຍດາຍ, carbon fiber prepreg ແມ່ນ "ການປະສົມປະສານທີ່ແບບຄົບຖ້ວນ" ລະຫວ່າງເສັ້ນໃຍຄາບອນ ແລະ ຢາງ - ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມດັນຢ່າງເຂັ້ມງວດ, ຢາງ epoxy, ຢາງ phenolic ແລະ ວັດສະດຸອື່ນໆຖືກຊົມເຊີງເຂົ້າໄປໃນຜ້າເສັ້ນໃຍຄາບອນຢ່າງສະເໝີພາບ ເພື່ອສ້າງເປັນມ້ວນ ຫຼື ແຜ່ນວັດສະດຸປະສົມທີ່ມີຄວາມຫນຽວໜາແໜ້ນໜາແນ່ນອນ.
ຄຸນລັກສະນະ "ການຊົມເຊີງລ່ວງໜ້າ" ນີ້ ແຍກມັນອອກຈາກຂະບວນການຂຶ້ນຮູບເສັ້ນໃຍແຫ້ງ: ປະລິມານ ແລະ ການແຈກຢາຍຢາງຖືກກຳນົດໄວ້ລ່ວງໜ້າ, ຂະບວນການຂຶ້ນຮູບຕໍ່ມາຈຶ່ງຕ້ອງໃສ່ໃຈພຽງແຕ່ວິທີການໃຫ້ວັດສະດຸເຂົ້າກັບແບບຢ່າງຖືກຕ້ອງ ແລະ ບັນລຸການແຂງຕົວຢ່າງຄົບຖ້ວນ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສັບສົນຂອງການດຳເນີນງານໃນສະຖານທີ່ລົງໄປຫຼາຍ. ມັນຄືກັບເຂົ້າໜົມທີ່ໄດ້ເຮັດສ່ວນປະສົມໄວ້ລ່ວງໜ້າກ່ອນຈະນຳໄປເຂົ້າເຕົາ, ສູດໄດ້ຖືກປັບແລ້ວ, ສິ່ງດຽວທີ່ເຫຼືອກໍຄືການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ ແລະ ເວລາໃນການນຳໄປເຂົ້າເຕົາ.

ວິທີການຂຶ້ນຮູບແບບດັ້ງເດີມ

（1）ການຂຶ້ນຮູບດ້ວຍເຕົາ Autoclave
ຂະບວນການມາດຕະຖານຄຳທີ່ໃຊ້ໃນການຜະລິດ composite ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ສຳລັບອຸດສາຫະກໍາການບິນ. ມັນປະກອບດ້ວຍການຫຸ້ມຊັ້ນວັດສະດຸ carbon fiber prepreg ແລະ ແມ່ພິມໄວ້ໃນຖົງດູດ, ແລ້ວນຳໄປເຂົ້າໃນຖັງຄວາມຮ້ອນ-ຄວາມດັນສູງຂະໜາດໃຫຍ່ ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ ຖັງຄວາມຮ້ອນ. ໃນຂະບວນການແຂງຕົວ, ຄວາມດັນສູງ (ຫຼາຍອາໂຕດ) ແລະ ອຸນຫະພູມສູງຈະຖືກນຳໃຊ້ຮ່ວມກັນກັບຖັງ, ເຮັດໃຫ້ເລືອດຢາງໄຫຼໄດ້ຢ່າງສົມບູນ ແລະ ບີບໃຫ້ເສັ້ນໃຍແອັດກັນ, ສ້າງເປັນຊິ້ນສ່ວນທີ່ມີເນື້ອເສັ້ນໃຍສູງຫຼາຍ ແລະ ມີຮູພຸ່ງໜ້ອຍ.
ຂໍ້ດີຂອງຂະບວນການນີ້ກໍຄື ສາມາດຜະລິດຊິ້ນສ່ວນໂຄງສ້າງທີ່ສັບຊ້ອນ ໂດຍມີຄຸນນະພາບທີ່ດີເລີດ ແລະ ມີຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກທີ່ດີເລີດ ແລະ ຄວາມສອດຄ່ອງ. ແຕ່ຂໍ້ເສຍກໍຊັດເຈນຫຼາຍ: ອຸປະກອນຄວາມຮ້ອນນັ້ນມີລາຄາແພງຫຼາຍ, ໃຊ້ພະລັງງານຫຼາຍ, ແລະ ມີຂະບວນການຜະລິດທີ່ໃຊ້ເວລາດົນ ແລະ ລາຄາແພງ, ສະນັ້ນຈຶ່ງມັກຈະຖືກຈຳກັດໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກໍາການບິນ ແລະ ລົດແຂ່ງ F1 ທີ່ຕ້ອງການປະສິດທິພາບສູງເປັນພິເສດ.
（2）ການຂຶ້ນຮູບດ້ວຍການບີບອັດ
ຂະບວນການທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ສຳລັບການຜະລິດປະລິມານກາງຫາເຖິງປະລິມານຫຼາຍ. ມັນຈະໃສ່ປະລິມານທີ່ກຳນົດໄວ້ຂອງວັດສະດຸກ່ອນຂຶ້ນຮູບ ຫຼື ວັດສະດຸຂຶ້ນຮູບ (ເຊັ່ນ: SMC) ເຂົ້າໄປໃນແມ່ພິມໂລຫະທີ່ໄດ້ໃສ່ຄວາມຮ້ອນໄວ້ລ່ວງໜ້າ, ຕໍ່ມາກໍປິດແມ່ພິມ ແລະ ນຳໃຊ້ຄວາມກົດດັນສູງ ແລະ ອຸນຫະພູມສູງ, ເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸໄຫຼເຂົ້າໄປໃນໂຫຼ່ງແມ່ພິມ ແລະ ເຕີມເຕັມໂຫຼ່ງ, ຕໍ່ມາກໍແຂງຕົວ ແລະ ຂຶ້ນຮູບຫຼັງຈາກຮັກສາຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມກົດດັນໄວ້.
ຂໍ້ດີຂອງຂະບວນການນີ້ແມ່ນມີລະດັບຄວາມເປັນອັດຕະໂນມັດສູງ, ການຜະລິດໄວ, ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຂະໜາດຜະລິດຕະພັນສູງ ແລະ ທັງສອງດ້ານກໍເງີບ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກຕ້ອງໃຊ້ແມ່ພິມແຂງທີ່ຮັບຄວາມກົດດັນສູງໄດ້, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດັ້ງເດີມຈຶ່ງສູງ. ມັນເໝາະສົມຫຼາຍສຳລັບການຜະລິດຊິ້ນສ່ວນໂຄງສ້າງປະລິມານຫຼາຍທີ່ຕ້ອງການຄຸນນະພາບດ້ານໜ້າດີ, ເຊັ່ນ: ແຜ່ນໂຕຖັງລົດ, ໂຖຖ່ານໄຟຟ້າ ແລະ ອຸປະກອນກິລາທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ.
（3）ການຂຶ້ນຮູບດ້ວຍຖົງດູດ
ຂະບວນການທີ່ງ່າຍດາຍ ແລະ ນິຍົມໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງ ເຊິ່ງໃຊ້ຄວາມດັນອາກາດໃນການອັດວັດສະດຸໂຄມໂພສິດ. ວັດສະດຸຊ່ວຍຫຼາຍຊັ້ນຈະຖືກປົກຄຸມດ້ວຍຊັ້ນເຊື່ອມຕິດດ້ວຍມື ຫຼື ຊັ້ນເຄືອບແລ້ວ ແລະ ລະບົບທັງໝົດຈະຖືກປິດຜນຶກດ້ວຍຖົງດູດສຸນຍາກາດ, ເຊິ່ງຈະຖືກດູດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງດ້ວຍເຄື່ອງດູດສຸນຍາກາດເພື່ອສ້າງຄວາມດັນຕິດລົບ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມດັນອາກາດຖືກສົ່ງຜ່ານພື້ນຜິວຂອງຜະລິດຕະພັນຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຊ່ວຍຂັດອາກາດອອກ ແລະ ອັດໂຄງສ້າງໃຫ້ແໜ້ນ.
ວິທີການນີ້ສາມາດເພີ່ມເນື້ອໃນໄຍໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຮູ, ແລະ ພັດທະນາຄວາມສະເໝີພາບໃນການແຈກຢາຍເລືອດໄດ້ດີຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ຕົ້ນທຶນຂອງມັນກໍ່ຕ່ຳກວ່າເຕົາອັດຄວາມຮ້ອນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ແຕ່ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນສາມາດສ້າງຄວາມດັນໄດ້ສູງສຸດປະມານ 0.1 MPa ເທົ່ານັ້ນ, ແລະ ຂອບເຂດການປະຕິບັດງານກໍ່ບໍ່ດີເທົ່າກັບຂະບວນການຄວາມດັນສູງ, ເຊິ່ງຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຕໍເຮືອ, ການຜະລິດຕົ້ນແບບ, ແລະ ຊິ້ນສ່ວນໂຄມໂພສິດທີ່ຕ້ອງການປະສິດທິພາບກາງ.
（4）ການຫຸ້ມດ້ວຍລູກກອກ
ຂະບວນການທິດທາງທີ່ຊ່ວຍໃນການຜະລິດທໍ່ພິເສດທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງ. ໄຍກາກບອນຖືກຕັດໃນມຸມທີ່ແນ່ນອນ ແລ້ວຈຶ່ງຖືກພັນຢ່າງແນ່ນອນພາຍໃຕ້ຄວາມຕຶງຕົງລົງໄປໃສ່ແກນ, ມັກຈະມີການຫຸ້ມດ້ວຍເທິບອັດເພື່ອໃຫ້ເກີດຄວາມດັນໃນການອັດຕົວ, ຫຼັງຈາກນັ້ນຈຶ່ງຖືກໃສ່ເຂົ້າເຕົາເພື່ອໃຫ້ແຂງຕົວ ແລະ ຖອກອອກຈາກແກນເພື່ອຮັບທໍ່.
ຂະບວນການນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດຄວບຄຸມການຈັດລຽງຕົວໄຍໄດ້ຢ່າງແນ່ນອນ (ຕົວຢ່າງ: ມຸມ 0°, ±45°), ເຮັດໃຫ້ໄດ້ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກທີ່ດີເລີດໃນທິດທາງແກນ, ພ້ອມທັງຄວາມຖືກຕ້ອງດ້ານຂະໜາດ ແລະ ຄຸນນະພາບພື້ນຜິວທີ່ດີ. ແຕ່ຂະບວນການນີ້ຂຶ້ນກັບວັດສະດຸ prepreg ແລະ ແກນ, ມີປະສິດທິພາບໃນການຜະລິດທີ່ຈຳກັດ, ແລະ ສ່ວນຫຼາຍຖືກນຳໃຊ້ໃນສິນຄ້າກິລາລະດັບສູງ ເຊັ່ນ: ໂທງໄມ້ກ້ອງກອລ໌ຟ, ໄມ້ຄາດ, ແລະ ແຂນໜ້າຈັກຍານຖີບ.
（5）ການພັນເສັ້ນໃຍ
ຂະບວນການຜະລິດຊິ້ນສ່ວນຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງທີ່ຫຼຸດລົງໂດຍອັດຕະໂນມັດ. ສາຍໄຍຄາບອນຕໍ່ເນື່ອງຖືກຊຸບໃນອ່າງເຮັດດ້ວຍເລືອດແລ້ວຖືກວາງຢ່າງແນ່ນອນໂດຍຫົວພົ່ນທີ່ຄວບຄຸມດ້ວຍຄອມພິວເຕີ້ໄປທີ່ແກນຫຼຸດລົງໃນຮູບແບບແລະມຸມທີ່ຕັ້ງໄວ້ລ່ວງໜ້າຈົນກວ່າຈະບັນລຸຄວາມໜາທີ່ອອກແບບໄວ້, ຫຼັງຈາກນັ້ນຈຶ່ງຖືກແຂງຕົວເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮູບຮ່າງ.
ຂໍ້ດີທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງຂະບວນການນີ້ແມ່ນເສັ້ນໄຍແມ່ນຕໍ່ເນື່ອງແລະມີຄວາມຕຶງເຄັ່ງຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີ, ເຮັດໃຫ້ມີເນື້ອທີ່ເສັ້ນໄຍແລະການນຳໃຊ້ຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງຫຼາຍ, ໂດຍສະເພາະສຳລັບຖັງທີ່ຖືກກົດດັນພາຍໃນ. ແຕ່ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນຖືກຈຳກັດໃນຮູບຊົງໂປງທີ່ຫຼຸດລົງແລະອຸປະກອນທີ່ມີລາຄາແພງ. ທີ່​ປະ​ຈຳ ຜະລິດຕະພັນ ລວມທັງຖັງກາດຄວາມດັນສູງ (CNG/Hydrogen), ທໍ່ ແລະ ຖັງມໍເຕີຈະລ້ຽວ.
（6）Pultrusion
ຂະບວນການທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ສຳລັບການຜະລິດໂປຣໄຟລ໌ຄອມໂພສິດທີ່ມີຮູບຮ່າງຕາແຕນຖາວອນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ເຊັ່ນດຽວກັບ "ສະປາເກັດຕີ", ມັນດຶງເສັ້ນໃຍຄາບອນຕໍ່ເນື່ອງ ຫຼື ແຜ່ນຜ້າຜ່ານອ່າງເລືອດເພື່ອຊຸບ, ຫຼັງຈາກນັ້ນຈຶ່ງສົ່ງຜ່ານພິມເຫຼັກຄວາມແນ່ນອນທີ່ຖືກຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນ ໃນຂະນະທີ່ມັນຖືກຂຶ້ນຮູບລ່ວງໜ້າ, ອັດແໜ້ນ ແລະ ບຳບັດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ແລ້ວສຸດທ້າຍກໍຖືກດຶງອອກໂດຍເຄື່ອງດຶງ ແລະ ຕັດໃຫ້ມີຄວາມຍາວຄົງທີ່.
ຂະບວນການນີ້ມີຜົນຜະລິດສູງຫຼາຍ, ເຮັດໃຫ້ສາມາດຜະລິດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງດ້ວຍລະບົບອັດຕະໂນມັດ, ການນຳໃຊ້ວັດສະດຸດິບທີ່ສູງ ແລະ ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນທີ່ດີ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຜະລິດຕະພັນຂອງມັນຖືກຈຳກັດໃນໂປຣໄຟລ໌ຖາວອນແບບເສັ້ນຕົງ, ແລະ ຄວາມເຂັ້ມແຂງຕາມແກນຍາວຈະສູງກວ່າແກນຂ້າງຫຼາຍ. ຜະລິດຕະພັນທົ່ວໄປລວມມີ ຊິ້ນສ່ວນຂອງຖັນຂື້ນຂົວ, ຂົວເຄເບີ, ໂພສບັນໄດ, ແລະ ໂພສຕ່າງໆ ແລະ ໂປຣໄຟລ໌.
（7）ການຂຶ້ນຮູບດ້ວຍຖົງຄວາມດັນ
ມັນສາມາດຖືວ່າເປັນເວີຊັນທີ່ດີຂຶ້ນຂອງການຂຶ້ນຮູບຖົງສຸນຍາກາດ. ພື້ນຖານຂອງລະບົບຖົງສຸນຍາກາດ, ແມ່ພິມທີ່ຫຸ້ມຢ່າງສົມບູນຈະຖືກວາງໄວ້ໃນຖັງຄວາມດັນທີ່ສາມາດປິດໄດ້, ເຊິ່ງບໍ່ພຽງແຕ່ຈະລະບາຍອາກາດອອກຈາກພາຍໃນ, ແຕ່ຍັງສົ່ງອາກາດອັດລົງໄປໃນຖັງ, ເພີ່ມຄວາມດັນບວກທີ່ສູງຂຶ້ນ (ໂດຍປົກກະຕິ 0.4-0.6MPa) ໃສ່ດ້ານນອກຂອງຖົງສຸນຍາກາດ, ສະນັ້ນຈຶ່ງໃຫ້ຄວາມດັນໃນການຂຶ້ນຮູບທີ່ສູງກວ່າການສຸນຍາກາດລ້ວນ.
ວິທີການນີ້ຊ່ວຍປັບປຸງເນື້ອໃຍ ແລະ ຄວາມແໜ້ນຂອງຊິ້ນສ່ວນໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງລົງທຶນຫຼາຍໃນຖັງຄວາມຮ້ອນຄວາມດັນ, ແລະ ດີກວ່າຂະບວນການຖົງສຸນຍາກາດພຽງຢ່າງດຽວ. ມັນເໝາະສຳລັບການຜະລິດຊິ້ນສ່ວນຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ບໍ່ສາມາດໃສ່ໃນຖັງຄວາມຮ້ອນຄວາມດັນໄດ້, ເຊັ່ນ: ໂຮງກັບເຮືອຂະໜາດນ້ອຍຫາກາງ, ຊິ້ນສ່ວນຂອງລົດໄຟ ແລະ ໂຮງກັບເຮືອບິນຂະໜາດໃຫຍ່.

ການປຽບທຽບວິທີການຂຶ້ນຮູບເສັ້ນໃຍຄາບອນທີ່ຖືກເຄືອບລ່ວງໜ້າ

ອະນາຄົດ: ນະວັດຕະກຳໃນມໍລະດົກ

ປະເພນີບໍ່ໄດ້ຫມາຍຄວາມວ່າການຖືງຢູ່ກັບທີ່. ມື້ນີ້, ອຸດສາຫະກໍາກໍາລັງກ້າວຂ້າມອຸປະສັກຕ່າງໆຜ່ານ "ການປັບປຸງໃນແຕ່ລະລາຍລະອຽດ": ຕົວຢ່າງ, ການພັດທະນາເລຊິນທີ່ແຫ້ງໄວໃນອຸນຫະພູມຕ່ຳ ເຊິ່ງຫຼຸດເວລາການແຫ້ງຈາກ 2 ຊົ່ວໂມງເຫຼືອພຽງ 30 ນາທີ; ການນຳໃຊ້ອຸປະກອນການຊັ້ນອັດຕະໂນມັດ ເພື່ອແທນທີ່ການເຮັດວຽກແບບມື້ມື້ ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບ; ແລະ ເຖິງການນຳໃຊ້ອະລະກິດທີ່ມີປັນຍາປະດິດ (AI) ເຂົ້າໃນການອອກແບບແມ່ພິມ ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການແຈກຢາຍແຮງດັນ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຂໍ້ບົກຜ່ອງ.
ການປັບປຸງເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ເຮັດໃຫ້ຂະບວນການແບບດັ້ງເດີມສາມາດຮັກສາຂໍ້ດີດ້ານປະສິດທິພາບໄວ້ໄດ້ ໃນຂະນະທີ່ກໍາລັງປ່ຽນຜ່ານໄປສູ່ຮູບແບບ "ປະສິດທິພາບສູງ ແລະ ຕົ້ນທຶນຕ່ຳ" ແລະ ສືບຕໍ່ມີບົດບາດສຳຄັນໃນຂົງເຂດວັດສະດຸປະສົມ.
ຈາກຢານອາວະກາດ ໄປຫາອຸປະກອນກິລາ, ວິທີການຂຶ້ນຮູບເສັ້ນໃຍຄາບອນແບບດັ້ງເດີມຕີຄວາມໝາຍຂອງປັດຊະຍາການຜະລິດ "ຊ້າແຕ່ໝັ້ນຄົງ" ດ້ວຍທັກສະທີ່ໜັກແໜ້ນ. ມັນອາດຈະບໍ່ແມ່ນວິທີການທີ່ທັນສະໄໝທີ່ສຸດ, ແຕ່ໃນສະຖານະການທີ່ຕ້ອງການຄວາມນິຍົມສູງ, ຄວາມ "ດັ້ງເດີມ" ນີ້ແມ່ນການຮັບປະກັນຄຸນນະພາບທີ່ມີຄ່າທີ່ສຸດ.