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Fibra de carbono é um material de fibra com um teor de carbono superior a 95%. Possui excelentes propriedades mecânicas, químicas, elétricas e outras excelentes. É o “rei dos novos materiais” e um material estratégico que falta no desenvolvimento militar e civil. Conhecido como "ouro preto".

A linha de produção de fibra de carbono é a seguinte:

Como a fibra de carbono delgada é feita?

A tecnologia do processo de produção de fibra de carbono se desenvolveu até agora e amadureceu. Com o desenvolvimento contínuo de materiais compósitos de fibra de carbono, é cada vez mais favorecido por todas as esferas da vida, especialmente o forte crescimento da aviação, automóvel, ferroviário, lâminas de energia eólica, etc. e seu efeito de direção, o desenvolvimento da indústria de fibras de carbono. As perspectivas são ainda mais amplas.

A cadeia da indústria de fibra de carbono pode ser dividida em montante e jusante. Upstream geralmente se refere à produção de materiais específicos de fibra de carbono; A jusante geralmente se refere à produção de componentes de aplicação de fibra de carbono. As empresas entre a montante e a jusante podem pensar nelas como fornecedores de equipamentos no processo de produção de fibra de carbono. Como mostrado na figura:

Todo o processo, desde a fibra de seda bruta até a fibra de carbono a montante da cadeia da indústria de fibra de carbono, precisa passar por processos como fornos de oxidação, fornos de carbonização, fornos de grafitização, tratamento de superfície e dimensionamento. A estrutura da fibra é dominada por fibra de carbono.

O upstream da cadeia da indústria de fibra de carbono pertence à indústria petroquímica, e o acrilonitrila é obtido principalmente por refino de petróleo bruto, rachaduras, oxidação de amônia, etc.; A fibra precursora de poliacrilonitrila, a fibra de carbono é obtida pré-oxidando e carbonizando a fibra precursora e o material compósito de fibra de carbono é obtido pelo processamento de fibra de carbono e resina de alta qualidade para atender aos requisitos de aplicação.

O processo de produção de fibra de carbono inclui principalmente desenho, desenho, estabilização, carbonização e grafitização. Como mostrado na figura:

Desenho:Este é o primeiro passo no processo de produção de fibra de carbono. Ele separa principalmente as matérias -primas nas fibras, o que é uma mudança física. Durante esse processo, a transferência de massa e a transferência de calor entre o líquido giratório e o líquido de coagulação e, finalmente, a precipitação da panela. Os filamentos formam uma estrutura de gel.

Redação:Requer uma temperatura de 100 a 300 graus para operar em conjunto com o efeito de alongamento das fibras orientadas. É também uma etapa essencial no alto módulo, alto reforço, densificação e refinamento das fibras panorárias.

Estabilidade:A cadeia macromolecular linear termoplástica é transformada em uma estrutura trapezoidal não resistente ao calor não plástica pelo método de aquecimento e oxidação a 400 graus, de modo que não é fascinante e não inflamável a alta temperatura, mantendo a forma da fibra e a termodinâmica está em um estado estável.

Carbonização:É necessário expulsar elementos não carbonos na panela a uma temperatura de 1.000 a 2.000 graus e, finalmente, gerar fibras de carbono com uma estrutura de grafite turbostrática com um teor de carbono superior a 90%.

Tecido de fibra de carbono

Grafitização: requer uma temperatura de 2.000 a 3.000 graus para converter materiais carbonizados amorfos e turbostráticos em estruturas de grafite tridimensionais, que é a principal medida técnica para melhorar o módulo de fibras de carbono.

O processo detalhado de fibra de carbono do processo de produção de seda crua até o produto acabado é que a seda crua da pan é produzida pelo processo de produção de seda bruto anterior. Após a pré-dravo pelo calor úmido do alimentador de arame, ele é transferido sequencialmente para o forno de pré-oxidação pela máquina de desenho. Depois de ser assado em diferentes temperaturas de gradiente no grupo de fornos de pré-oxidação, as fibras oxidadas são formadas, ou seja, fibras pré-oxidadas; As fibras pré-oxidadas são formadas em fibras de carbono após passar por fornos de carbonização de temperatura média e alta temperatura; As fibras de carbono são então submetidas ao tratamento final de superfície, dimensionamento, secagem e outros processos para obter produtos de fibra de carbono. . Todo o processo de alimentação contínua de fios e controle preciso, um pequeno problema em qualquer processo afetará a produção estável e a qualidade do produto final de fibra de carbono. A produção de fibra de carbono tem um longo fluxo de processo, muitos pontos -chave técnicos e altas barreiras de produção. É uma integração de múltiplas disciplinas e tecnologias.

O exposto acima é a fabricação de fibra de carbono, vamos dar uma olhada em como o tecido de fibra de carbono é usado!

Processamento de produtos de pano de fibra de carbono

1. Corte

O pré -gravador é retirado do armazenamento a frio a menos 18 graus. Após o despertar, o primeiro passo é cortar com precisão o material de acordo com o diagrama de materiais na máquina de corte automática.

2. Pavimentação

A segunda etapa é colocar o pré -registro na ferramenta de posicionamento e colocar camadas diferentes de acordo com os requisitos de design. Todos os processos são realizados sob o posicionamento do laser.

3. Formação

Através de um robô de manuseio automatizado, a pré -forma é enviada para a máquina de moldagem para moldagem por compressão.

4. Corte

Após a formação, a peça de trabalho é enviada para a estação de trabalho do robô de corte para a quarta etapa do corte e debrata para garantir a precisão dimensional da peça de trabalho. Esse processo também pode ser operado no CNC.

5. Limpeza

O quinto passo é realizar a limpeza de gelo seco na estação de limpeza para remover o agente de liberação, o que é conveniente para o processo de revestimento de cola subsequente.

6. cola

O sexto passo é aplicar cola estrutural na estação de robô colada. A posição de colagem, a velocidade de cola e a saída de cola são ajustadas com precisão. Parte da conexão com as peças de metal é rebitada, que é realizada na estação de rebitagem.

7. Inspeção da montagem

Depois que a cola é aplicada, os painéis interno e externo são montados. Depois que a cola é curada, a detecção de luz azul é realizada para garantir a precisão dimensional de buracos, pontos, linhas e superfícies.

A fibra de carbono é mais difícil de processar

A fibra de carbono possui a forte resistência à tração dos materiais de carbono e a processabilidade suave das fibras. A fibra de carbono é um novo material com excelentes propriedades mecânicas. Pegue a fibra de carbono e nosso aço comum como exemplo, a força da fibra de carbono é de cerca de 400 a 800 MPa, enquanto a força do aço comum é de 200 a 500 MPa. Olhando para a resistência, a fibra de carbono e o aço são basicamente semelhantes, e não há diferença óbvia.

A fibra de carbono tem maior força e peso mais leve, para que a fibra de carbono possa ser chamada de rei de novos materiais. Devido a essa vantagem, durante o processamento de compósitos reforçados com fibra de carbono (CFRP), a matriz e as fibras têm interações internas complexas, tornando suas propriedades físicas diferentes das dos metais. A densidade do CFRP é muito menor que a dos metais, enquanto a força é maior que a maioria dos metais. Devido à falta de homogeneidade do CFRP, a extração de fibras ou o descolamento de fibra da matriz ocorre frequentemente durante o processamento; O CFRP possui alta resistência ao calor e usa resistência, o que o torna mais exigente no equipamento durante o processamento, portanto, uma grande quantidade de calor de corte é gerada no processo de produção, o que é mais grave para o desgaste do equipamento.

Ao mesmo tempo, com a expansão contínua de seus campos de aplicação, os requisitos estão se tornando cada vez mais delicados, e os requisitos para a aplicabilidade dos materiais e os requisitos de qualidade para a CFRP estão se tornando cada vez mais rigorosos, o que também faz com que o custo do processamento aumente.

Processamento da placa de fibra de carbono

Depois que a placa de fibra de carbono é curada e formada, o pós-processamento, como corte e perfuração, é necessário para requisitos de precisão ou necessidades de montagem. Nas mesmas condições, como parâmetros do processo de corte e profundidade de corte, a seleção de ferramentas e exercícios de diferentes materiais, tamanhos e formas terá efeitos muito diferentes. Ao mesmo tempo, fatores como força, direção, tempo e temperatura das ferramentas e exercícios também afetarão os resultados do processamento.

No processo de pós-processamento, tente escolher uma ferramenta nítida com revestimento de diamante e um bit de broca sólida de carboneto. A resistência ao desgaste da ferramenta e a broca em si determina a qualidade do processamento e a vida útil da ferramenta. Se a ferramenta e a broca não forem nítidas o suficiente ou usadas de forma inadequada, ela não apenas acelerará o desgaste, aumentará o custo de processamento do produto, mas também causará danos à placa, afetando a forma e o tamanho da placa e a estabilidade das dimensões dos orifícios e ranhuras na placa. Causas em camadas rasgando o material, ou mesmo o colapso do bloco, resultando na demolição de toda a placa.

Ao perfurarfolhas de fibra de carbono, quanto mais rápida a velocidade, melhor o efeito. Na seleção de bits de perfuração, o design exclusivo da ponta da broca do bit PCD8 Face Edge é mais adequado para folhas de fibra de carbono, o que pode penetrar melhor nas folhas de fibra de carbono e reduzir o risco de delaminação.

Ao cortar folhas espessas de fibra de carbono, é recomendável usar um cortador de moagem de compressão de dois gumes com um design de borda helicoidal esquerdo e direito. Essa ponta nítida tem pontas helicoidais superior e inferior para equilibrar a força axial da ferramenta para cima e para baixo durante o corte. , para garantir que a força de corte resultante seja direcionada para o lado interno do material, de modo a obter condições de corte estáveis ​​e suprimir a ocorrência da delaminação do material. O design das bordas superior e inferior em forma de diamante do roteador "borda de abacaxi" também pode efetivamente cortar as folhas de fibra de carbono. Sua flauta profunda pode tirar muito calor através da descarga de batatas fritas durante o processo de corte, de modo a evitar danos à fibra de carbono. Propriedades da folha.

01 Fibra longa contínua

Recursos do produto:A forma mais comum do produto de fabricantes de fibras de carbono, o pacote é composto por milhares de monofilamentos, que são divididos em três tipos de acordo com o método de torção: NT (nunca torcido, desviado), UT (desarrumado, desviado), TT ou ST (Twisted, Twisted), do qual o NT é o carbono mais comumente usado.

Aplicação principal:Utilizado principalmente para materiais compostos, como materiais compósitos CFRP, CFRTP ou C/C, e os campos de aplicação incluem equipamentos de aeronaves/aeroespaciais, artigos esportivos e peças de equipamentos industriais.

02 Fio de fibra básica

Recursos do produto:Fios de fibra curta para fios curtos girados de fibras de carbono curtas, como fibras de carbono baseadas em tom de propósito geral, são geralmente produtos na forma de fibras curtas.

Principais usos:Materiais de isolamento térmico, materiais anti-fricção, peças compostas C/C, etc.

03 tecido de fibra de carbono

Recursos do produto:É feito de fibra de carbono contínua ou fibra de carbono. De acordo com o método de tecelagem, os tecidos de fibra de carbono podem ser divididos em tecidos, tecidos de malha e tecidos não tecidos. Atualmente, os tecidos de fibra de carbono geralmente são tecidos tecidos.

Aplicação principal:O mesmo que a fibra de carbono contínua, usada principalmente em materiais compósitos, como materiais compósitos CFRP, CFRTP ou C/C, e os campos de aplicação incluem equipamentos de aeronaves/aeroespaciais, artigos esportivos e peças de equipamentos industriais.

04 Cinturão trançado de fibra de carbono

Recursos do produto:Pertence a um tipo de tecido de fibra de carbono, que também é tecido de fibra de carbono contínua ou fio de fibra de carbono.

Uso principal:Utilizado principalmente para materiais de reforço baseados em resina, especialmente para a produção e processamento de produtos tubulares.

05 fibra de carbono picado

Recursos do produto:Diferente do conceito de fibra de fibra de carbono, geralmente é preparado a partir de fibra de carbono contínua através do processamento picado, e o comprimento picado da fibra pode ser cortado de acordo com as necessidades do cliente.

Principais usos:Geralmente usado como uma mistura de plásticos, resinas, cimento etc., misturando -se à matriz, as propriedades mecânicas, resistência ao desgaste, condutividade elétrica e resistência ao calor podem ser melhoradas; Nos últimos anos, as fibras de reforço nos compósitos de fibra de carbono em impressão 3D são principalmente fibras de carbono picadas. principal.

06 moagem de fibra de carbono

Recursos do produto:Como a fibra de carbono é um material quebradiço, ela pode ser preparada em material de fibra de carbono em pó após a moagem, ou seja, moer fibra de carbono.

Aplicação principal:semelhante à fibra de carbono picada, mas raramente usada no reforço de cimento; Geralmente usado como um composto de plástico, resina, borracha etc. para melhorar as propriedades mecânicas, resistência ao desgaste, condutividade elétrica e resistência ao calor da matriz.

07 tapete de fibra de carbono

Recursos do produto:A forma principal é sentida ou tapete. Primeiro, as fibras curtas são colocadas em camadas por cartão mecânico e outros métodos e depois preparados por perfuração de agulha; Também conhecido como tecido não tecido não tecido, pertence a um tipo de tecido de tecido de fibra de carbono.Principais usos:Materiais de isolamento térmico, substratos de material de isolamento térmico moldado, camadas de proteção resistentes ao calor e substratos da camada resistente à corrosão, etc.

08 papel de fibra de carbono

Recursos do produto:É preparado a partir de fibra de carbono por processo de fabricação de papel seca ou úmida.

Principais usos:placas antiestáticas, eletrodos, cones de alto-falante e placas de aquecimento; Aplicações quentes nos últimos anos são novos materiais de cátodo de bateria de veículos energéticos, etc.

09 Prepreg de fibra de carbono

Recursos do produto:Um material intermediário semi-endurecido feito de resina termoestiva impregnada de fibra de carbono, que possui excelentes propriedades mecânicas e é amplamente utilizada; A largura do pré -gravador de fibra de carbono depende do tamanho do equipamento de processamento, e as especificações comuns incluem material pré -gravador de 300 mm, 600 mm e 1000 mm de largura.

Aplicação principal:Equipamentos aeronaves/aeroespaciais, artigos esportivos e equipamentos industriais, etc.

010 Material composto de fibra de carbono

Recursos do produto:Material de moldagem por injeção feito de resina termoplástica ou termoestiva misturada com fibra de carbono, a mistura é adicionada com vários aditivos e fibras picadas e, em seguida, passa por um processo de composição.

Aplicação principal:Baseando -se na excelente condutividade elétrica do material, alta rigidez e vantagens leves, é usado principalmente em carcaças de equipamentos e outros produtos.

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