กระบวนการผลิตไพรเพร็ก (Prepreg) เส้นใยคาร์บอน Weinuo อย่างครบวงจร

ในวงการวัสดุคอมโพสิต วัสดุพรีเพร็กถือเป็น 'ผู้เล่นหลัก' ที่ไม่มีใครปฏิเสธ โดยถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และสินค้ากีฬา ซึ่งทำหน้าที่เป็น 'แกนหลัก' ของผลิตภัณฑ์ไฮเทคจำนวนมาก ผลิตภัณฑ์ วันนี้ เราจะพาท่านเข้าสู่ภายในโรงงาน เพื่อสัมผัสกระบวนการผลิตวัสดุพรีเพร็กอย่างครบวงจร – จากเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์ จนกลายเป็นสินค้าสำเร็จรูป

กระบวนการผลิตวัสดุพรีเพร็ก

ขั้นตอนที่หนึ่ง: การตึงเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์
เรื่องราวของไพรีกรีกเริ่มต้นจากการดึงเส้นใยคาร์บอน โปรดสังเกตม้วนเส้นใยคาร์บอนที่เรียงแน่นอย่างหนาแน่น ซึ่งถูกจัดวางอย่างพิถีพิถันบนอุปกรณ์การดึง เส้นใยคาร์บอนแต่ละเส้นดูคล้ายเส้นบางๆ สีดำ ถูกจัดแนวอย่างแม่นยำโดยเครื่องจักรเพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับกระบวนการรวมตัวในขั้นตอนถัดไป ขั้นตอนนี้คล้ายกับกองทัพที่กำลังรวบรวมพล นำเส้นใยคาร์บอนที่กระจัดกระจายมาจัดเรียงเป็นระเบียบ เพื่อให้มั่นใจว่าจะมีการจัดเรียงอย่างสม่ำเสมอตลอดกระบวนการต่อไป ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญที่กำหนดคุณสมบัติในการทำงานของไพรีกรีก

ขั้นตอนที่สอง: ให้ความร้อนกับคอมโพสิต
หลังจากกระบวนการดึงเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์เสร็จสิ้น วัสดุจะถูกส่งต่อไปยังขั้นตอนการรวมตัวภายใต้ความร้อน ที่นี่ ม้วนลูกกลิ้งที่ให้ความร้อนจะทำให้ชุดเส้นใยคาร์บอนเกิดการยึดติดเบื้องต้นระหว่างชั้นต่างๆ ความร้อนที่ใช้จะช่วยให้เส้นใยแนบชิดกันมากขึ้น เปรียบเสมือนขั้นตอน 'อุ่นเครื่อง' ซึ่งสร้างเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการผสมเรซินในขั้นตอนต่อไป ผ่านขั้นตอนนี้ เส้นใยที่จัดเรียงอยู่อย่างหลวมๆ จะค่อยๆ รวมตัวกันเป็นชั้นของเส้นใยต่อเนื่อง และเริ่มมีรูปร่างพื้นฐานในรูปแบบของ 'วัสดุ'

ขั้นตอนที่สาม: การขึ้นรูปม้วน
ขั้นตอนต่อไปคือกระบวนการรีด ลูกกลิ้งสีขาวทำหน้าที่เป็นแม่พิมพ์หลัก ใช้รีดชั้นไฟเบอร์คาร์บอนคอมโพสิตเบื้องต้น ขั้นตอนนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้ความหนาของชั้นไฟเบอร์มีความสม่ำเสมอมากขึ้น แต่ยังช่วยขจัดช่องว่างระหว่างชั้นต่างๆ ออกไปได้อีกขั้น ส่งผลให้การจัดเรียงของเส้นใยแน่นขึ้น เปรียบเสมือนการคลึงแป้งด้วยไม้คลึงเพื่อให้ได้ความหนาที่สม่ำเสมอ ภายใต้การทำงานของลูกกลิ้ง ชั้นไฟเบอร์คาร์บอนจะค่อยๆ ก้าวหน้าเข้าสู่ขั้นของการกลายเป็น "ซับสเตรตพรีเพร็กมาตรฐาน"

ขั้นตอนที่สี่: การอัดเรซิน
ขั้นตอนที่สำคัญที่สุดได้มาถึงแล้ว ซึ่งในขั้นตอนนี้ชั้นของเส้นใยคาร์บอนจะผสานรวมกับเรซินอย่างล้ำลึก เรซินทำหน้าที่ทั้งเป็น 'กาว' และ 'ตัวช่วย' โดยซึมเข้าไปในเส้นใยคาร์บอนแต่ละเส้นอย่างสม่ำเสมอ คุณสามารถสังเกตเห็นได้ว่า วัสดุที่ผ่านการปิดผนึกไว้ล่วงหน้า (pre-impregnated) หลังจากการซึมซับเรซิน จะมีพื้นผิวที่เปล่งประกายเงางามในแบบไฮเทคอย่างชัดเจน การเติมเรซินไม่เพียงแต่เสริมสร้างความแข็งแรงของการยึดเกาะระหว่างเส้นใยคาร์บอนเท่านั้น แต่ยังทำให้วัสดุ pre-impregnated มีคุณสมบัติทางกลอันยอดเยี่ยม ทนต่อการกัดกร่อน และคุณสมบัติพิเศษอื่นๆ อีกมากมาย หรือที่อาจเรียกได้ว่าเป็น 'พลังเหนือมนุษย์' ซึ่งทำให้วัสดุสามารถทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมภายใต้สภาวะการใช้งานที่หลากหลายและซับซ้อน

ขั้นตอนที่ห้า: ม้วนผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
หลังจากผ่านกระบวนการอันเข้มงวดหลายขั้นตอน เรซินที่เตรียมไว้ล่วงหน้า (prepreg) ได้เปลี่ยนรูปร่างเป็นที่เรียบร้อย ถูกม้วนอย่างเป็นระเบียบเป็นม้วน คล้ายกับม้วนเอกสารที่รอการนำไปใช้งาน และพร้อมที่จะถูกส่งไปยังสายการผลิตทั่วโลก ซึ่งจะถูกแปรรูปเป็นวัสดุหลักสำหรับชิ้นส่วนเครื่องบิน ชิ้นส่วนรถยนต์แข่งสมรรถนะสูง ไม้แบดมินตันคุณภาพสูง และผลิตภัณฑ์ล้ำสมัยอื่นๆ

แม้ว่ากระบวนการผลิตเรซินที่เตรียมไว้ล่วงหน้า (prepreg) แบบทางเดียวและสองทางจะคล้ายกัน แต่ก็ยังมีความแตกต่างกันอยู่

ความแตกต่างหลัก: โครงสร้างเส้นใยเป็นตัวกำหนดความหลากหลายทั้งหมด

1. เรซินที่เตรียมไว้ล่วงหน้า (prepreg) แบบทางเดียว: เส้นใยทั้งหมดจัดเรียงขนานไปในทิศทางเดียวกัน เหมือนกับ "ไม้กวาดสุดทนทาน" ที่สามารถรองรับแรงดึงขนาดใหญ่ได้เฉพาะตามทิศทางของเส้นขนไม้กวาดเท่านั้น

2. ไบเดอร์เรคชันนัลเพรพเรก: เส้นใยถูกทอเป็นผืนผ้า โดยทั่วไปจะใช้ลวดลายการทอแบบธรรมดา (plain weave), ทอแบบทเวล (twill weave) หรือทอแบบซาติน (satin weave) เส้นใยจะขัดกันในมุม 0° และ 90° เหมือนกับผืนผ้าใบ ซึ่งมีความแข็งแรงและความเสถียรในทั้งสองทิศทาง

การเปรียบเทียบโดยละเอียด: เพรพเรกแบบยูนิเดอร์เรคชันนัล เทียบกับ เพรพเรกแบบไบเดอร์เรคชันนัล

เกร็ดความรู้

(1) แผ่นเพรพเรกหนึ่งแผ่นสามารถนำไปใช้ทำอะไรได้บ้าง

(2) จะสังเกตเพรพเรกคุณภาพดีได้อย่างไรในแวบแรก

ตรวจสอบพื้นผิว: เรซินควรสะท้อนความมันอย่างสม่ำเสมอ โดยไม่มี 'เส้นสีขาว' (เส้นใยแห้ง)

สัมผัสพื้นผิว: ควรไม่เหนียวมือเมื่อสัมผัสที่อุณหภูมิห้อง แต่จะเริ่มเหนียวเล็กน้อยเมื่ออุ่นขึ้นเล็กน้อย

ประเมินกลิ่น: เรซินคุณภาพดีจะมีกลิ่นคล้าย 'เรซิน' อ่อนๆ ถ้ามีกลิ่นฉุนแสดงว่ามักใช้สารเคลือบที่คุณภาพต่ำ