Tänapäeva kõrgtehnoloogiliste materjalide valdkonnas kasutatakse süsinikkiust komposiite nende suurepärase jõudluse tõttu laialdaselt kosmose-, auto-, spordikaupade ja paljudes teistes tööstusharudes. Süsinikkiust lehtede kui üliolulise komponendi tootmisprotsess määrab otseselt lõpptoote kvaliteedi. Autoklaaviprotsess, mis on kõrgekvaliteediliste süsinikkiust lehtede tootmise põhimeetod, on alati pälvinud märkimisväärset tähelepanu. Niisiis, milline on autoklaaviprotsessi abil toodetud süsinikkiust lehtede kvaliteet? Selles artiklis käsitletakse seda küsimust, pakkudes põhjalikku analüüsi protsessi põhimõtetest ja jõudluse eelistest kuni rakendusstsenaariumideni.
Mis on autoklaaviprotsess?
Autoklaavtöötlemine on tootmistehnoloogia, mis kasutab komposiitmaterjalide töötlemiseks kõrget{0}}temperatuuri ja kõrgrõhu-keskkonda. See protsess toimub tavaliselt suletud autoklaavis, kus täpne temperatuuri ja rõhu reguleerimine võimaldab vaigumaatriksil kiud täielikult immutada ja kõveneda. Spetsiifiline protsess hõlmab mitut etappi, nagu materjali paigutus, kottide sulgemine ja-kabiinis kuivatamine. Kuna kogu protsess viiakse läbi kontrollitud kõrge rõhu ja kõrge temperatuuri all, võib autoklaavitöötlemine oluliselt suurendada kiusisaldust ja vähendada komposiitmaterjalide poorsust, saavutades seeläbi paremad mehaanilised omadused ja konsistentsi.
Süsinikkiust lehtede autoklaaviprotsessi kvaliteedieelised
Kõrge tugevus ja jäikus
Autoklaavtöötluse abil võivad süsinikkiust lehed saavutada suurema kiu mahufraktsiooni (tavaliselt üle 60%), näidates samal ajal ühtlasemat vaigu jaotumist. See struktuur annab lehtedele äärmiselt kõrge eritugevuse ja jäikusega, tõmbetugevuse, survetugevuse ja paindetugevusega, mis ületavad paljusid traditsioonilisi metallmaterjale. Näiteks võivad mõned autoklaavi-vormitud süsinikkiust lehed olla rohkem kui viis korda tugevamad kui traditsiooniline teras, kaaludes sellest vaid murdosa.
Madal poorsus ja suurepärane konsistents
Autoklaavi pakutav kõrgrõhu{0}}keskkond vähendab tõhusalt materjali poorsust ja defekte. Poorsust saab tavaliselt reguleerida alla 2%, mis parandab oluliselt materjali väsimuseaega ja vastupidavust. Lisaks, kuna kogu kõvenemisprotsessi parameetrid on täpselt juhitavad, on toodetud süsinikkiust lehtedel partiide -to{5}} konsistents, mis muudab need ideaalseks suuremahulisteks-ja kõrgete{7}}standardsete rakenduste jaoks.
Suurepärane pinnakvaliteet ja kerged omadused
Autoklaavtöötlemisel saadakse siledad, defektideta{0}}süsinikkiust lehed ilma ulatusliku hilisema töötlemiseta. Lisaks põhjustavad süsinikkiu enda madal tihedus ja kõrged mehaanilised omadused märkimisväärset kaalulangust. See on eriti oluline lennundus- ja autotööstuses, kuna kaalu vähendamine parandab otseselt kütusesäästlikkust ja jõudlust.
Hea keskkonnakindlus
Autoklaavis kõvendatud süsinikkiust lehtedel on tavaliselt parem keemiline vastupidavus, kuumakindlus ja niiskuskindlus. Nende vaigusüsteem kõveneb põhjalikumalt kõrgel temperatuuril ja rõhul, võimaldades neil vastu pidada erinevatele karmidele keskkonnatingimustele ja pikendada toote eluiga.
Autoklaavi süsinikkiudplaadid võrreldes teiste protsessidega
Autoklaav vs vormimisprotsess
1. Rõhk ja väljalaskevõime
Vormisurve on madal ja õhku ei ole lihtne välja lasta.
Autoklaavis on piisava õhutuse tagamiseks ühendatud kõrge rõhuga vaakumkott.
Ebapiisav heitgaas võib põhjustada palju sisemisi defekte ja mõjutada mehaanilisi omadusi.
2. Materjali tiheduse aste
Vormitud materjal on keskmise tihedusega.
Autoklaavi materjalid on väga tihedad ja kompaktsed.
Mida suurem on tihedus, seda parem on tugevus ja väsimus.
3. Välimuse kvaliteet
Vormitud pinda piirab hallitus, mis on altid lainetele ja vaigu kogunemisele.
Autoklaavi pinna tekstuur on tasane ja mustrid nagu 3K ja UD on selged.
Väga kõrgete välimusnõuetega toodete puhul on autoklaavid soodsamad.
4. Järjepidevus
Vormitud toodete partii stabiilsus on hea.
Tänu kõvenemiskõverale saab autoklaave täpselt reguleerida ja nende stabiilsus on kõrgem.
Kokkuvõttes sobib vormimine-keskklassi tööstustoodetele, autoklaav aga tipptasemel-tööstustele, mis taotlevad ülimat jõudlust.
Autoklaaviprotsessi rakendusstsenaariumid
Tänu suurepärasele kvaliteedile kasutatakse autoklaavtöötlusega süsinikkiudlehti laialdaselt paljudes kõrgtehnoloogilistes{0}valdkondades.
Lennundustööstuses kasutatakse seda lennukitiibade, kerekomponentide tootmiseks, et täita rangeid kaalu- ja ohutusnõudeid.
Autotööstuses kasutatakse seda materjali laialdaselt suure jõudlusega{0}}autodes ja võidusõiduautodes, et vähendada kaalu ja parandada konstruktsiooni tugevust. Lisaks kasutatakse autoklaavi süsinikkiust plaate laialdaselt spordivarustuse (nt jalgrattahoidjad, golfikepid), tööstusmasinate ja uute energiaseadmete (nt tuulelabad) jaoks.
Miks on autoklaavitud süsinikkiust lehed kallimad?
Süsinikkiust komposiitmaterjalide tööstuses liigitatakse autoklaavitehnoloogia sageli kõrge{0}}kulu ja kvaliteetse{1} tootmisprotsessi alla. Paljud kliendid või ostupersonal küsivad: miks on autoklaavitehnoloogia hind sama süsinikkiust lehe puhul kaks kuni kolm korda või isegi rohkem kui tavaliste protsesside hind? Vastus ei seisne mitte ainult selles, et seadmed on kallimad või protsess keerulisem, vaid ka selles, et sellel protsessisüsteemil on materjalide, seadmete, protsesside juhtimise ja personali kvalifikatsiooni osas kõrged sisenemisbarjäärid, mistõttu on selle kulustruktuur ja jõudlusomadused teistest protsessidest palju paremad.
Kvaliteetsed-prepregmaterjalid on kallid ja maksavad mitu korda rohkem kui tavaline süsinikkangas.
Autoklaavitootmises kasutatakse vaiguga kuiva lapi asemel süsinikkiust prepregi. Prepreg valmistatakse süsinikkanga ühtlasel immutamisel eelnevalt vaigusüsteemiga ja vaigusisaldust kontrollitakse tavaliselt vahemikus 35% kuni 38%, veaga ainult ±1%.
Autoklaaviseadmed nõuavad suuri investeeringuid, neil on kõrged hoolduskulud ja need tarbivad märkimisväärselt energiat.
Autoklaavid on suured, kõrgsurve ja kõrge{1}temperatuuriga seadmed ning nende hind on komposiitmaterjalide tööstuses peaaegu "raske vara" näitaja.
Väike autoklaav (läbimõõt 1 meeter, pikkus 2 meetrit): mitusada tuhat jüaani.
Keskmised kuni suured autoklaavid (läbimõõt 2 meetrit, pikkus 4 kuni 6 meetrit): 1 miljon kuni 3 miljonit jüaani.
Lennundus{0}}klassi autoklaavid (mitme{1}}tsooni temperatuuri ja rõhu juhtimine, suurem tolerants): 5–10 miljonit ühikut.
Ühekordsete toodete{0}}autoklaavimise seadmete tarbimine ja kasutuskulud on palju suuremad kui tavaliste vormimis- või vaakum-infusiooniprotsesside puhul.
Operaatoritelt nõutakse kõrget oskuste taset; neil peavad olema eriteadmised.
Autoklaaviprotsessi personalil peab olema komposiitmaterjalide alane taust või nad peavad olema läbinud põhjaliku koolituse, sealhulgas:
Kihtide suuna juhtimine
Vaakumsüsteemi pakend
Kõvenemisparameetrite mõistmine
Adhesioonidefekti otsus
Defektide parandamise tehnikad
Protsessikirjed ja partiide jälgimine
Talendikulud on ka oluline üldkulude allikas.
Järeldus
Üldiselt on autoklaaviprotsessi abil toodetud süsinikkiust lehtedel suurepärane kvaliteet, millel on peamised eelised, nagu kõrge tugevus, madal poorsus, kerge kaal ja kõrge konsistents. Kuigi hind on kõrgem, muudab selle jõudlusnäitaja ideaalseks valikuks kosmosetööstuses, autotööstuses ja tipptasemel{1}}tööstuslikes rakendustes. Tänu pidevale tehnoloogilisele uuendusele juhib see protsess jätkuvalt süsinikkiust komposiitide arendamist, pakkudes kvaliteetsemaid-lahendusi erinevatele tööstusharudele.
Võtke meiega ühendust
Oleme Hiinast pärit süsinikkiust toodete tootja, kellel on 2 suurt autoklaavimasinat ja 5 CNCC (China National Carbon Fiber) masinat, samuti pultrusiooni ja mähise tootmisliinid. Kui teil on vaja valida sobivad süsinikkiust lehed, võtke meiega ühendust. Meil on 20-aastane tööstuskogemus ja meie kvaliteet vastab ISO-9001 standarditele. Te ei pea muretsema kvaliteedi pärast. Olete teretulnud ka meie tehast külastama. Võtke meiega ühendust e-posti teel: sales18@julitech.cn või WhatsApp: +86 18822947075.
