Carbon Fiber Composites Processing Guide
Carbon Fiber Composites: Processing Guide
It ferwurkjen fan koalstoffaser (CF) kompositen is in lestich bedriuw, sjoen de measte yngenieurs dy't tinke oan produsearje of ûntwerpen komme út in eftergrûn fan it ûntwerpen fan metalen dielen.it is swart aluminium neamd, en it ûntwerp en fabrikaazje dêrfan binne beskreaun as swarte keunst.Wat is it, echt?
It doel fan dizze ûntwerphantlieding is om algemiene ynformaasje en spesifikaasjes te leverjen oer koalstoffasergearstalde materialen en guon rjochtlinen foar it ûntwerpen fan ljochtgewicht hege prestaasjesprodukten mei koalstoffaserkompositen.
Wêrom Carbon Fiber
Koalstoffaserkompositen hawwe útsûnderlike meganyske eigenskippen yn ferliking mei homogene metalen en plestik.It materiaal is sterk, stiif en lichtgewicht.Dizze kompositen binne it materiaal fan kar foar tapassingen wêr't lichtgewicht en superieure prestaasjes foarop binne, lykas komponinten foar romtefarders, jagersfleantugen en raceauto's.
Wat is Carbon Fiber Composites
Gearstalde materialen wurde makke troch it kombinearjen fan fersterking (fiber) mei matrix (hars), en dizze kombinaasje fan de fiber en matrix jout skaaimerken superieur oan ien fan de materialen allinnich.Yn in gearstald materiaal draacht de glêstried in mearderheid fan 'e lading en is de wichtichste bydrage oan' e materiaaleigenskippen.De hars helpt by it oerdragen fan lading tusken fezels, foarkomt dat de fezels knibbelje, en bynt de materialen byinoar.
Hoefolle koste it?
Histoarysk binne koalstoffiberkompositen heul djoer west, wat it gebrûk hat beheind ta allinich spesjale tapassingen.Lykwols, yn 'e ôfrûne santjin jier, as konsumpsje is tanommen en automatisearring yn produksjeprosessen is tanommen, is de priis fan koalstoffaserkompositen ôfnommen.It kombinearre effekt hat de totale kosten fan heechweardige aluminiumprodukten omleech brocht.Tsjintwurdich binne koalstoffaserkompositen ekonomysk libbensfetber yn in protte tapassingen, lykas sportguod, prestaasjeboaten, prestaasjeauto's, en hege prestaasjes yndustriële masines.
Oanfraach
Composite materialen binne ekstreem alsidich.De yngenieur kin kieze út in breed ferskaat oan fezels en harsens om de winske materiaaleigenskippen te krijen.Ek kinne de materiaaldikte en fiber-oriïntaasjes wurde optimalisearre foar elke tapassing.
De foardielen fan koalstoffaserkompositen binne:
1.Hege spesifike stivens (stivens dield troch tichtens)
2.Hege spesifike sterkte (sterkte dield troch tichtens)
3. Ekstreem lege koeffizient fan thermyske útwreiding (CTE)
4. X-ray transparant (fanwege syn lege molekulêre gewicht)
Yn hokker tapassingen wurde koalstoffaserkompositen brûkt?
De unike posysje fan 'e koalstoffaserkompositen mei hege spesifike sterkte, stivens en lege CTE jout har in unyk plak yn in protte tapassingsgebieten lykas werjûn yn' e tabel hjirûnder:
Typyske applikaasjes foar koalstoffaserkompositen
Design ynformaasje
Koalstoffiber-kompositen wurde beskôge as "materiaal fan ûntwerper" om't de dielen kinne wurde oanpast om sterkte en of stivens te hawwen yn 'e rjochtingen en lokaasjes dy't nedich binne.Dit wurdt berikt troch it strategysk pleatsen fan materialen en it oriïntearjen fan fiberrjochting om it bêste te passen oan 'e easken.Ek biedt de ûntwerp- en produksjefleksibiliteit dy't koalstoffaserkompositen biede kânsen om ûntwerp te optimalisearjen, lykas konsolidearje en in protte funksjes yn-situ opnimme, om de totale dielpriis fierder te ferminderjen.
Tooling
Moulden wurde brûkt om de foarm fan 'e gearstalde dielen te definiearjen.It gearstalde diel sil alle foarmen en funksjes fan 'e mallen opnimme;dêrom wurdt de kwaliteit fan it diel sterk beynfloede troch de kwaliteit fan de skimmel.De skimmels kinne manlik as froulik wêze.De froulike skimmels binne de meast foarkommende en se sille in diel produsearje mei in glêd bûten oerflak, wylst in manlike skimmel in glêd ynterieur oerflak sil produsearje.In matched mal (manlik en froulik) is nedich as it diel wurdt konsolidearre mei help fan in parse.
Twa-dielige ark, gewoanwei in "clamshell" neamd
De mallen kinne wurde makke mei gearstalde materialen, metaal-folle epoksy of ferwurke út aluminium of stiel.It type skimmel en brûkte materialen hinget ôf fan it type diel en de produksjekwantiteit.
Fabrikaazje proses
Avansearre produksje fan koalstoffaser wurdt normaal útfierd mei pre-impregnearre koalstoffaser mei thermoset harsen.De twa wichtige metoaden dy't brûkt wurde binne:
1. Hand layup
De hân layup fan pre-impregnearre woven materialen is noch altyd in grut part fan de gearstalde produksje yndustry, easkjen de feardichheden en ûnderfining fan in minsklik personielsbestân te foarmjen platte plies yn komplekse foarmen.It is yn steat om hege prestaasjes en komplekse dielen te produsearjen, mar kin in djoer en heul fariabel proses wêze.
2. Automated Fiber Placement (AFP)
De wichtichste dingen dy't jo moatte beskôgje binne de breedte fan 'e glêstried dy't jo brûke en de radius fan' e kompakteringsroller.
