कार्बन फाइबर सिट, कार्बन ट्यूब, आकारयुक्त भागहरूको उत्पादन कसरी हुन्छ भन्ने कुराको पत्ता लगाउनुहोस्

कार्बन फाइबर उत्पादनहरू , जसका उत्कृष्ट विशेषताहरू हल्का तौल र उच्च शक्ति हुन्, धेरै प्रयोगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छन्, जस्तै एयरोस्पेसमा विमानका भागहरू, अटोमोबाइलमा बडी संरचनाहरू, र खेलकुदमा उच्च-अन्त उपकरणहरू। तिनीहरू मूल सामग्रीबाट कसरी चरणदरचरण व्यावहारिक उत्पादनहरूमा परिणत हुन्छन्? यहाँ कार्बन प्लेट, कार्बन ट्यूब, र कार्बन फाइबर आकारका भागहरू बनाउने मुख्य बुँदाहरूको विस्तृत परिचय दिइएको छ।

कच्चा पदार्थ सजिलो बनाउन

को मूल कच्चा सामग्रीहरू समावेश छन् कार्बन फाइबर धागा र आधार सामग्रीहरू। कार्बन फाइबर तन्तुहरू पोलीएक्राइलोनिट्राइल जस्ता कार्बनिक फाइबरहरूलाई उच्च तापमानमा कार्बनीकरण गरेर बनाइन्छ। तिनीहरूको व्यास केवल केही माइक्रोन हुन्छ, मानव केशभन्दा धेरै पातलो, तर सामान्य स्टीलभन्दा धेरै बढी शक्तिशाली हुन्छन्। यी कार्बन फाइबर तन्तुहरू सामान्यतया कार्बन फाइबर कपडा वा कार्बन फाइबर धागामा प्रशोधन गरिन्छ ताकि पछिका ढालन प्रक्रियाहरूका लागि सजिलो होस्। कार्बन फाइबर उत्पाद कार्बन फाइबर यार्न र म्याट्रिक्स सामग्री समावेश गर्नुहोस्। कार्बन फाइबर फिलामेन्टहरू पोलीएक्राइलोनाइट्राइल जस्ता कार्बनिक फाइबरहरूबाट बनाइन्छ जुन उच्च तापक्रममा कार्बनीकरण गरिन्छ। यी फिलामेन्टहरू केवल केही माइक्रोन व्यासका हुन्छन्, केशरी धागाको तुलनामा धेरै पातलो, तर सामान्य स्टीलको तुलनामा धेरै बलियो हुन्छ। यी कार्बन फाइबर फिलामेन्टहरू सामान्यतया कार्बन फाइबर कपडा वा कार्बन फाइबर यार्नमा प्रशोधन गरिन्छ ताकि पछिको मोल्डिङ्ग प्रक्रियालाई सुविधा दिइएको होस्।

म्याट्रिक्स सामग्री मुख्यतया एपोक्सी राल र अन्य पोलिमर सामग्री हुन्, जसले महत्वपूर्ण भूमिका खेल्छ, कार्बन फाइबर तन्तुहरूलाई सँगै बाँध्न मात्र होइन, तनाव स्थानान्तरण गर्न पनि, तथा एकै समयमा कार्बन फाइबर तन्तुहरूलाई बाह्य वातावरणको नमी, क्षरक पदार्थ र अन्य उल्लंघनबाट सुरक्षा प्रदान गर्न पनि। उत्पादनअघि, विभिन्न उत्पादनहरूको प्रदर्शन आवश्यकताहरूको आधारमा उपयुक्त विशिष्टताका कार्बन फाइबर तन्तुहरू र म्याट्रिक्स सामग्री चयन गरिन्छ, र उत्पादन मापदण्डहरूमा कच्चा पदार्थहरूको गुणस्तर पूरा गरेको सुनिश्चित गर्न कडा गुणस्तर परीक्षण गरिन्छ।

कार्बन पाना (परतदार ढाल)

कार्बन बोर्डहरू मुख्यतया परतदार ढाल प्रक्रियाको प्रयोग गरेर बनाइन्छ, जुन स्किज र ब्याडमिन्टन र्याकेट फ्रेम जस्ता उत्पादनहरूका लागि प्रायः प्रयोग गरिन्छ।

सबैभन्दा पहिला, डिजाइन आवश्यकताहरूको आधारमा काट्नुहोस् कार्बन फाइबर प्रिपेग , प्रीप्रेग कार्बन फाइबर कपडा को आधार सामग्रीको साथ पहिले नै आर्द्रित हुन्छ, कटिंग त्रुटि 0.1 मिमी भित्र नियन्त्रण गर्न आवश्यक हुन्छ, ताकि पछिका उत्पादनहरूको आयामीय सटीकता सुनिश्चित गर्न सकौं।

कटिएका प्रीप्रेगहरूलाई त्यसपछि विशिष्ट दिशा र क्रममा पत्रदार रूपमा स्तरित गरिन्छ। एकदिशात्मक स्तरणले कार्बन प्लेटलाई एक दिशामा उच्च शक्ति प्रदान गर्दछ, जुन एकदिशात्मक बल सहन गर्न आवश्यक हुने संरचनात्मक भागहरूका लागि उपयुक्त हुन्छ, जबकि क्रस-स्ट्याकिङले कार्बन प्लेटलाई धेरै दिशाहरूमा राम्रो प्रदर्शन प्रदान गर्दछ, जुन जटिल बल परिस्थितिहरू भएका भागहरूका लागि उपयुक्त हुन्छ।

त्यसपछि, स्तरित प्रीप्रेगहरूलाई साँचामा राखिन्छ र 5-10 MPa को दबाव लगाइन्छ ताकि प्रीप्रेगहरू साँचाको आकारसँग निकटतापूर्वक फिट हुन्, र त्यसपछि साँचालाई तातो प्रेस ट्यांक वा ओभनमा राखी $120-180^{\circ} C$ को तापमानमा 2-4 घण्टासम्म तातो गरी ठोस पारिन्छ।

क्युरिङ पूरा भएपछि, कार्बन प्लेटलाई साँचोबाट हटाइन्छ, र प्रयोगको मानकमा ल्याउन बाल्ने र काट्ने जस्ता पछिको प्रक्रिया गरिन्छ।

कार्बन ट्यूब (वाइन्डिङ र मोल्डिङ)

कार्बन ट्यूबहरू धेरैअंशमा वाइन्डिङ र मोल्डिङ प्रक्रियाद्वारा बनाइन्छ, जुन ड्रोनको फ्रेम र गोल्फ क्लब जस्ता उत्पादनहरूका लागि सामान्यतया प्रयोग हुन्छ।

कार्बन ट्यूबको आकार र प्रदर्शन आवश्यकताको आधारमा वाइन्डिङ मेसिनको वाइन्डिङ प्यारामिटरहरू डिजाइन गरिन्छ, जसमा वाइन्डिङ कोण एक प्रमुख प्यारामिटर हो। जब वाइन्डिङ कोण $\pm 45$ डिग्री हुन्छ, कार्बन ट्यूबको टोर्सन प्रतिरोध क्षमता राम्रो हुन्छ; जब वाइन्डिङ कोण 0 डिग्री हुन्छ, कार्बन ट्यूबको अक्षीय शक्ति बढी हुन्छ।

कार्बन फाइबर धागो पूर्णतया आधार सामग्री संग impregnated छ impregnating उपकरण मार्फत, र impregnated धागा बनाइएको छ पछि, यो 5-15 Nm को एक तनाव संग mandrel मा लपेटिएको छ, र तनाव समान रूप मा रोलिंग प्रक्रिया को समयमा कायम राख्नु पर्छ, ताकि कार्बन ट्यूब को स्थिर गुणवत्ता सुनिश्चित

घुमाएपछि, कार्बन ट्यूबलाई मन्ड्रिलको साथमा पकाउने ओभनमा राखिएको छ र 100-150C मा 1-3 घण्टाको लागि पकाइएको छ।

क्युरिंगको अन्त्यमा, मन्ड्रिल हटाइन्छ। मन्ड्रिल हटाउने तरिका यसको सामग्री र आकारमा निर्भर गर्दछ, केहि सीधा फिर्ता लिन सकिन्छ, जबकि केहि भंग र हटाउन आवश्यक छ, र अन्तमा कार्बन ट्यूब ट्रिम र पोलिश गरिएको छ ताकि यसको आयामी त्रुटि ०.०5 मिमी भित्र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ।

आकारको भागहरू ((मोल्डिंग)

कार्बन फाइबर आकारको भागहरूको जटिल आकार, सामान्यतया प्रयोग हुने मोल्डिंग प्रक्रिया,जस्तै अटोमोबाइल पार्ट्स, चिकित्सा उपकरण भागहरू, आदि यस प्रक्रियामा प्रायः प्रयोग गरिन्छ।

सबैभन्दा पहिले, आकारमा बनेका भागहरूको डिजाइन र उत्पादनका लागि उच्च-परिशुद्धता ढाल (मोल्ड) को डिजाइन र निर्माण गर्नुहोस्, ढालको सतहको खुर्सानी Ra0.8 भन्दा तल हुनुपर्छ, किनभने ढालको परिशुद्धताले सीधा नै आकारमा बनेका भागहरूको आकार र आयामलाई प्रभावित गर्छ।

कार्बन फाइबर कपडा वा कार्बन फाइबर म्याटलाई ढालको आकारका लागि उपयुक्त आकारमा काट्नुहोस्, सतहमा परिपक्व पदार्थ (म्याट्रिक्स) समान रूपमा लगाउनुहोस् जसले मोटाइ एकरूप राख्छ, त्यसपछि ढालमा राख्नुहोस्, र प्रेसको माध्यमबाट 10-20 MPa को दबाव लगाउनुहोस्, जसले कार्बन फाइबर सामग्रीलाई ढालको गुहामा पूर्ण रूपमा चिपकाउँछ।

ढाललाई तातो उपकरणमा राखेर 130-170℃ को तापमानमा 3-6 घण्टाका लागि तातो पारी सख्त बनाउनुहोस्, सख्त बनाउने प्रक्रियामा तापक्रम र दबावलाई कडाई नियन्त्रण गर्नुपर्छ ताकि बुलबुले, फटहरू जस्ता दोषहरू आकारमा बनेका भागहरूमा नआउन्।

कडाई पूरा भएपछि, आकारका भागहरू मोल्डबाट बाहिर निकालिन्छन् र प्रयोगको आवश्यकताहरू पूरा गर्न उडान किनाराहरू हटाएर र सतहहरू सार्दै उपचार गरिन्छ।

उभरती टेक्नोलोजी

१.३ डी मुद्रण

यो प्रविधिले कार्बन फाइबर उत्पादनहरूको जटिल आकारहरू सिधा निर्माण गर्न सक्दछ, उत्पाद विकास चक्रलाई धेरै कम गर्दछ, तर व्यक्तिगत अनुकूलन प्राप्त गर्न पनि। यद्यपि हाल कार्बन फाइबर उत्पादनहरूबाट बनेको 3D प्रिन्टिंगमा परम्परागत प्रक्रिया उत्पादनहरूको मेकानिकल गुणहरूमा अझै पनि केही खाडल छ, र लागत अपेक्षाकृत उच्च छ, यी पक्षहरू थप सुधार गर्न आवश्यक छ।

२. आरटीएम प्रविधि

अर्थात्, राल स्थानान्तरण ढालाई प्रविधि, कार्बन फाइबर प्रबलित सामग्रीलाई साँचोमा राखेर, त्यसपछि साँचोमा राल छिडकेर रालले प्रबलित सामग्रीमा प्रवेश गरी सख्त हुने गरी ढालाइन्छ। यस प्रविधिका उच्च ढालाई दक्षता, स्थिर उत्पादन गुणस्तर, कम वातावरणीय प्रदूषण आदि फाइदाहरू छन्। यो जटिल आकार भएका कार्बन फाइबर उत्पादनहरूको ठूलो मात्रामा उत्पादनका लागि धेरै उपयुक्त छ।

गुणस्तर परीक्षण: प्रत्येक उत्पादनको गुणस्तर सुनिश्चित गर्दै

कार्बन फाइबरका उत्पादनहरू बनेपछि बजारमा प्रवेश गर्नुअघि कडा गुणस्तर परीक्षणबाट गुजिर्नु पर्छ। परीक्षण गरिने बुँदाहरूमा मुख्य रूपमा आयामीय शुद्धता, बाह्य गुणस्तर र यान्त्रिक गुणहरू समावेश छन्।

आयामीय सटीकताको परीक्षणमा क्यालिपर्स, प्रोजेक्टरहरू र अन्य उपकरणहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ, उत्पादनको उच्च-सटीकताको आवश्यकताका लागि सीएमएम (CMM) को पनि प्रयोग गरिन्छ; बाह्य गुणस्तरको परीक्षण मुख्यतया उत्पादनको सतहमा बुलबुले, फटहरू, धंसहरू जस्ता दोषहरू छन् कि छैनन् भनेर जाँच गर्ने हुन्छ, सामान्यतया दृश्य निरीक्षण र आवर्धक लेन्सद्वारा निरीक्षणको संयुक्त तरिका प्रयोग गरिन्छ; यान्त्रिक गुणहरूको परीक्षण तन्य परीक्षण मेसिन, प्रभाव परीक्षण मेसिन र अन्य विशेष उपकरणहरूको माध्यमबाट गर्नुपर्दछ, उत्पादनको शक्ति, कठोरता, कठोरता र अन्य सूचकहरू परीक्षण गरेर यो सुनिश्चित गर्नुपर्छ कि उत्पादन वास्तविक प्रयोगको बलको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ। यान्त्रिक प्रदर्शन परीक्षणमा तन्य परीक्षण मेसिन र अन्य विशेष उपकरणहरूको प्रयोग गरेर शक्ति, कठोरता, कठोरता र अन्य सूचकहरू परीक्षण गर्नुपर्छ ताकि उत्पादन वास्तविक प्रयोगको बलको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सकोस्। केवल सबै परीक्षण परियोजनाहरू योग्य भएका उत्पादनहरूलाई नै बजारमा प्रवेश गर्न अनुमति दिइन्छ।

आयामीय शुद्धता परीक्षणमा क्यालिपर्स, प्रोजेक्टरहरू र अन्य उपकरणहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ, उत्पादनको उच्च-शुद्धता आवश्यकताका लागि सीएमएम (CMM) पनि प्रयोग गरिन्छ; बाह्य गुणस्तर परीक्षणले मुख्यतया उत्पादनको सतहमा बुलबुले, फटहरू, धस्काहरू जस्ता दोषहरू छन् कि छैनन् भनी जाँच गर्दछ, सामान्यतया दृश्य निरीक्षण र आवर्धक लेन्सको निरीक्षणको संयुक्त विधि प्रयोग गरिन्छ; यान्त्रिक गुणहरूको परीक्षण तन्य परीक्षण मेसिन, प्रभाव परीक्षण मेसिन र अन्य पेशेवर उपकरणहरू मार्फत गर्नुपर्दछ, उत्पादनको शक्ति, कठोरता, कठोरता र अन्य सूचकांकहरू परीक्षण गरेर यो सुनिश्चित गर्नुपर्दछ कि उत्पादन वास्तविक प्रयोगको बलको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ। यान्त्रिक प्रदर्शन परीक्षणले तन्य परीक्षण मेसिन र अन्य पेशेवर उपकरणहरू प्रयोग गरेर शक्ति, कठोरता, कठोरता र अन्य सूचकांकहरू परीक्षण गर्न आवश्यकता छ ताकि उत्पादन वास्तविक प्रयोगको बलको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सकोस्। केवल सबै परीक्षण परियोजनाहरूमा योग्यता प्राप्त उत्पादनहरूलाई बजारमा प्रवेश गर्न अनुमति दिइन्छ।