Tradisyon VS. Inobasyon: Paano Binabago ng Mga Carbon Fiber Multi-Axial na Telang ang mga Disenyo sa Isturktura?

Ang maramihang aksiyal na tela na carbon fiber ay malawakang ginagamit sa maraming larangan tulad ng aerospace, paggawa ng kuryente mula sa hangin, pagmamanupaktura ng sasakyan, riles na transportasyon, kagamitang pang-isports, palakas ng gusali, at kagamitang medikal dahil sa magaan nitong timbang, mataas na lakas, at mahusay na mekanikal na katangian sa maraming direksyon, pangunahing ginagamit upang makalikha ng magaan ngunit mataas ang performans na mga istrukturang bahagi upang mapataas ang tibay at epekto ng mga Produkto , at samantalang, kasabay ng pag-unlad ng teknolohiya at pagdami ng pangangailangan sa pangangalaga sa kalikasan, patuloy itong lumalawak. paggamit saklaw nito ay patuloy na lumalawak.

Pangunahing konsepto ng maramihang aksiyal na tela

ang carbon fiber multiaxial ay tumutukoy sa isang istraktura kung saan ang mga carbon fiber ay nakasaayos sa mga layer sa maraming direksyon o axial na direksyon sa isang carbon fiber composite. Ang istrakturang ito ay nakakakuha ng lakas at rigidity laban sa maraming direksyon, na nagpapabuti sa kabuuang pagganap ng composite material.

ang carbon fiber multiaxial fabrics ay mga tela na gawa sa carbon fiber filaments na hinabi nang warp gamit ang polyester yarns sa pamamagitan ng multidireksyonal na mga anggulo na 0°/+45°/-45°/90°.

0/90°	±45°

Gumagamit ang carbon fiber multiaxial cloth ng multi-anggulong istraktura ng hibla na 0°, ±45°, 90°, at iba pa, at nakakamit ang eksaktong posisyon sa pamamagitan ng warp knitting technology. Ang bawat layer ng mga hibla ay nakasaayos sa tiyak na anggulo upang makabuo ng biomimetic na istraktura na katulad ng biological skeleton. Pinapayagan ng natatanging disenyo na ito ang materyal na mapanatili ang mataas na lakas sa iba't ibang direksyon ng stress, na napagtagumpayan ang mga depekto ng tradisyonal na unidirectional na tela na may malinaw na anisotropy.

Woven Fabric VS. Multi-Axial Fabric

【PLAIN】

(1) Labis na katatagan: Dahil maikli ang distansya sa pagitan ng mga punto ng pag-iiwan, ang mga tela na may plain weave ay may mataas na antas ng katatagan, kaya hindi angkop ang mga ito para gamitin sa mga overlay na may komplikadong hugis, dahil hindi sila kasing plastik ng ibang uri ng tela.

(2) Pagkumpol ng tress (stress concentration): Dahil sa labis na crimp (ang anggulo na nabuo ng mga hibla habang hinahabi), ang magaspang na crimp ay nagdudulot ng pagkumpol ng tress na maaaring paluwagin ang bahagi sa paglipas ng panahon.

【TWILL】

（1）Balanse ng kakayahang umangkop at katatagan: Ang mga tela na twill ay hindi kasing ganda ng mga tela na plain bagaman may magandang kakayahang umangkop ang mga ito at kayang bumuo ng mga komplikadong kontorno.

（2）Pagkakaiba sa lakas: Mas mahina ang mga tela na twill kumpara sa mga tela na plain, na maaaring makaapekto sa kanilang paggamit sa ilang aplikasyon na nangangailangan ng mataas na tensile strength.

【Multi-Axial Telang Materyales】

Kahawig ng tradisyonal na hinabing telang materyales:

（1）Multi-dire ksyonal na lakas at katigasan: Ito ay isang malaking pagpapabuti kumpara sa simpleng tela, na hindi angkop para sa mga komplikadong hugis na laminasyon dahil sa labis na katatagan.

（2）Binawasan ang kurba ng hibla: Ang warp knitting ay malaki ang nagpapataas ng interlaminar shear strength, kakayahang tumagal sa pinsala, impact toughness, at post-impact compression properties ng composites, na mas mainam para sa lakas ng hibla.

Mga aplikasyon ng multiaxial na tela

【Aerospace：T ang F22 at ang "Pagpapayat" na Biyahe ng Boeing 787

Sa mga pakpak ng eroplano, mga istrukturang balangkas at iba pang bahagi, kailangan ang mga materyales na magaan at mayroong mekanikal na katangian sa maraming direksyon upang matiis ang aerodynamic na puwersa at multidimensional na tensyon. Ang carbon fiber na multi-axial fabrics sa pamamagitan ng maayos na disenyo ng pagkakalagay ng hibla, kaya ang istruktura ng bahagi ay mas matatag, at tumataas ang lakas at tigas nito

Balat ng fuselage ng Boeing 787, mga palapag ng fan, at iba pa, ang maramihang direksyon na tela mula sa carbon fiber ay malaki ang nagpapagaan sa timbang at nagpapahusay sa paglaban sa mga tradisyonal na materyales na carbon fiber na hindi epektibong nakakatagal sa tensyon sa maraming direksyon, na madaling nagdudulot ng pagkabigat at pagsira.

【Transportasyon sa tren: CETROVO Bagong Henerasyong Carbon Fiber Metro Vehicle mula sa CSR Qingdao Sifang Rolling Stock Co.】

Mas magaan na katawan, mas mahusay sa paggamit ng enerhiya. Ang pagbawas ng timbang ng katawan ng carbon fiber na subway vehicle ay 25%, ang pagbawas ng timbang ng bogie frame (carbon fiber multi-axial) ay 50%, ang kabuuang pagbawas ng timbang ng buong sasakyan ay mga 11%, at ang pagkonsumo ng enerhiya habang gumagana ay bumaba ng 7%. Bawat tren ay nakapagpapababa ng mga 130 toneladang carbon dioxide bawat taon, katumbas ng 101 ektaryang pagtatanim ng puno.

Mas mababang gastos sa operasyon at pagpapanatili sa buong lifespan. Dahil sa mga materyales na carbon fiber na magaang at sa paggamit ng mga bagong teknolohiya, ang pagsusuot ng gulong at riles ng carbon fiber na tren sa subway ay malaki ang nabawasan, na siyang nagpababa nang malaki sa pangangailangan sa pagmementena ng sasakyan at bakal na daan, kaya naman ang kabuuang gastos sa pagmementena sa buong lifespan ay bumaba ng 22%.

【Industriya sa Militar: Ang lihim na sandata ng U.S. F22-Raptor Fighter Jet】

Ang U.S. F-22 "Raptor" na pandigma sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang materyales na kompositong pina-lakas ng carbon fiber, kabilang ang mga kompositong materyales na carbon fiber multi-axial warp knitting, ang pangunahing pakpak, drogue tail, flat tail at balat ng fuselage at iba pang bahagi ay may dosage na ratio na aabot sa 35%, na malaki ang naitutulong sa pagbawas ng bigat ng fuselage, pagpapabuti ng kakayahang maneuver, at pagtaas ng tibay laban sa pagod at korosyon. Ang bigat ng fuselage ay malaki ang nabawasan, at napabuti ang kakayahang maneuver pati na rin ang tibay laban sa pagod at korosyon.

【Sektor Sibil: Rebolusyon ng Susunod na Henerasyong Materyales】

Sa larangan ng sibilyan, malawakang ginagamit ang mga multi-axial na tela mula sa carbon fiber sa maraming industriya tulad ng konstruksyon, pangangalagang medikal, transportasyon, at kagamitang pang-sports, at malalim nang isinisingit ang mga produktong ito sa pang-araw-araw na buhay. Sa sektor ng konstruksyon, malawakang ipinatupad ang materyales na ito para sa pagkukumpuni at palakas ng mga umiiral nang istrakturang pang-inhinyero dahil sa mga benepisyong hatid nito tulad ng madaling pagkakabit at maaasahang epekto, na siyang nagpabilis sa paglaki ng aplikasyon nito sa industriyang konstruksyon. Sa larangan ng medisina, dahil sa pagsulong ng teknolohiyang medikal at pagtaas ng kamalayan tungkol sa kalusugan, patuloy na lumalago ang demand sa mataas na kakayahang kagamitang medikal, at ang matinding operasyon ng mga kagamitan ay nangangailangan ng matibay na tibay. Ang mga materyales na carbon fiber ay nakitaan na mayroong mahusay na kemikal na inertness (paglaban sa korosyon, asido, at alkali) at pagiging matatag sa sukat, kaya ito ang ideal na materyales sa paggawa ng mga medikal na device. Ang mga sasakyan sa transportasyon ay nakikinabang sa magaan at mataas na lakas na katangian ng mga multi-axial na tela (mahusay na paglaban sa tensile at shear), na malaki ang tumutulong sa pagbawas ng timbang ng katawan ng sasakyan at pagbaba ng pagkonsumo ng enerhiya, habang ang mahusay nitong mekanikal na katangian ay epektibong nagpapahusay sa pasibong kaligtasan ng sasakyan. Sa industriya ng mga kagamitang pang-sports, ang mga composite na carbon fiber ay tugon sa pangangailangan ng mga konsyumer sa mataas na performans na kagamitan at nagagarantiya sa kalidad at tibay ng produkto dahil sa kanilang magaan na timbang, mataas na damping, mahusay na paglaban sa pagod, at mababang katangian ng strain.

Hinaharap na Tanaw

Dahil sa patuloy na pagpapabuti ng pangangailangan sa aplikasyon ng composite material, ang carbon fiber multi-axial cloth ay papasok sa mas malawak na espasyo ng pag-unlad sa maraming larangan dahil sa its na kayang i-customize na lay-up angle, mataas na kalayaan sa disenyo, at mahusay na mekanikal na katangian. Sa hinaharap, kasabay ng pag-unlad ng automated manufacturing technology at bagong sistema ng resin, lalo pang mapapabuti ang produksyon kahusayan ng multi-axial fabric, magpapatuloy ang pag-optimize ng gastos, at hihikayat sa mas malawakang paggamit nito sa mga mataas na antas na aplikasyon tulad ng wind turbine blades, bagong sasakyang may enerhiya, aerospace, at iba pa. Samantala, ang mahusay na resistensya sa impact at anti-fatigue properties ng multi-axial cloth ay maglalaro rin ng mas malaking halaga sa sibilyan na larangan tulad ng pagsisigla ng gusali, kagamitan sa palakasan, at kagamitan sa medikal, upang matulungan ang pagkakalat at paggamit ng mga lightweight at high-performance na produkto.