Кіраўніцтва па апрацоўцы кампазітаў з вугляроднага валакна
Кампазіты з вугляроднага валакна: Кіраўніцтва па апрацоўцы
Апрацоўка кампазітаў з вугляроднага валакна (CF) з'яўляецца складанай справай, улічваючы, што большасць інжынераў, якія думаюць аб вытворчасці або праектаванні, зыходзяць з фону праектавання металічных дэталяў.ён быў названы чорным алюмініем, а яго дызайн і выраб былі апісаны як чорнае мастацтва.Што гэта, насамрэч?
Мэта гэтага кіраўніцтва па праектаванні - даць агульную інфармацыю і спецыфікацыі аб кампазітных матэрыялах з вугляроднага валакна і некаторыя рэкамендацыі па праектаванні лёгкіх высокапрадукцыйных вырабаў з кампазітаў з вугляроднага валакна.
Чаму вугляроднае валакно
Кампазіты з вугляроднага валакна валодаюць выключнымі механічнымі ўласцівасцямі ў параўнанні з аднастайнымі металамі і пластмасамі.Матэрыял трывалы, жорсткі і лёгкі.Гэтыя кампазіты з'яўляюцца матэрыялам выбару для прыкладанняў, дзе лёгкія і выдатныя характарыстыкі маюць першараднае значэнне, напрыклад, кампаненты для касмічных караблёў, знішчальнікаў і гоначных аўтамабіляў.
Што такое кампазіты з вугляроднага валакна
Кампазітныя матэрыялы вырабляюцца шляхам камбінавання армавання (валакна) з матрыцай (смалой), і такая камбінацыя валакна і матрыцы забяспечвае характарыстыкі, якія пераўзыходзяць любы з матэрыялаў паасобку.У кампазітным матэрыяле валакно нясе большую частку нагрузкі і ўносіць асноўны ўклад ва ўласцівасці матэрыялу.Смала дапамагае пераносіць нагрузку паміж валокнамі, прадухіляе выгінанне валокнаў і звязвае матэрыялы паміж сабой.
Колькі каштуе?
Гістарычна склалася так, што кампазіты з вугляроднага валакна былі вельмі дарагімі, што абмяжоўвала іх выкарыстанне толькі для спецыяльных ужыванняў.Аднак за апошнія семнаццаць гадоў, паколькі спажыванне павялічылася і павялічылася аўтаматызацыя вытворчых працэсаў, цана на кампазіты з вугляроднага валакна знізілася.Сукупны эфект знізіў агульную кошт алюмініевых вырабаў высокага класа.Сёння кампазіты з вугляроднага валакна з'яўляюцца эканамічна выгаднымі ў многіх сферах прымянення, такіх як спартыўныя тавары, лодкі, высокаэфектыўныя аўтамабілі і высокапрадукцыйнае прамысловае абсталяванне.
Прыкладанні
Кампазітныя матэрыялы надзвычай універсальныя.Інжынер можа выбраць з шырокага спектру валокнаў і смол, каб атрымаць жаданыя ўласцівасці матэрыялу.Акрамя таго, таўшчыню матэрыялу і арыентацыю валокнаў можна аптымізаваць для кожнага прымянення.
Перавагі кампазітаў з вугляроднага валакна:
1. Высокая ўдзельная калянасць (калянасць, падзеленая на шчыльнасць)
2. Высокая ўдзельная трываласць (трываласць, падзеленая на шчыльнасць)
3. Надзвычай нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння (CTE)
4.Рэнтгенаўскі празрысты (з-за нізкай малекулярнай масы)
У якіх ужываннях выкарыстоўваюцца кампазіты з вугляроднага валакна?
Унікальнае размяшчэнне кампазітаў з вугляроднага валакна з высокай удзельнай трываласцю, калянасцю і нізкім КТР забяспечвае ім унікальнае месца ў многіх галінах прымянення, як паказана ў табліцы ніжэй:
Тыповыя прымяненні для кампазітаў з вугляроднага валакна
Інфармацыя аб дызайне
Кампазіты з вугляроднага валакна лічацца «матэрыялам дызайнера», таму што дэталі могуць быць адаптаваныя, каб мець трываласць і ці калянасць у неабходных напрамках і месцах.Гэта дасягаецца шляхам стратэгічнага размяшчэння матэрыялаў і арыентацыі напрамку валакна, каб найлепшым чынам адпавядаць патрабаванням.Акрамя таго, гнуткасць праектавання і вытворчасці, якую прапануюць кампазіты з вугляроднага валакна, дае магчымасці для аптымізацыі дызайну, напрыклад, кансалідацыі і ўключэння мноства функцый на месцы, для далейшага зніжэння агульнай кошту дэталі.
Інструментальная апрацоўка
Формы выкарыстоўваюцца для вызначэння формы кампазітных дэталяў.Кампазітная частка падбярэ ўсе формы і асаблівасці формаў;таму якасць дэталі моцна ўплывае на якасць формы.Формы могуць быць як мужчынскімі, так і жаночымі.Жаночыя формы з'яўляюцца найбольш распаўсюджанымі, і яны вырабляюць дэталь з гладкай знешняй паверхняй, а мужчынская форма - гладкую ўнутраную паверхню.Падабраная форма (мужчына і жаночая) патрабуецца, калі дэталь кансалідуецца з дапамогай прэса.
Інструмент, які складаецца з двух частак, звычайна называецца «раскладанка»
Формы могуць быць выраблены з кампазітных матэрыялаў, эпаксіднай смалы з металічным напаўненнем або апрацаваны з алюмінія або сталі.Тып формы і выкарыстоўваныя матэрыялы залежаць ад тыпу дэталі і колькасці вытворчасці.
Працэс вытворчасці
Удасканаленае вытворчасць вугляроднага валакна звычайна ажыццяўляецца з выкарыстаннем папярэдне прасякнутага вугляроднага валакна термореактивными смоламі.Выкарыстоўваюцца два асноўных метаду:
1. Ручная раскладка
Ручная раскладка папярэдне прасякнутых тканых матэрыялаў па-ранейшаму з'яўляецца значнай часткай індустрыі вытворчасці кампазітаў, якая патрабуе навыкаў і вопыту чалавечай працоўнай сілы для фарміравання плоскіх пластоў у складаныя формы.Ён здольны вырабляць высокапрадукцыйныя і складаныя дэталі, але можа быць дарагім і вельмі зменлівым працэсам.
2. Аўтаматызаванае размяшчэнне валакна (AFP)
Галоўнае, што трэба ўлічваць, гэта шырыня валакна, якое вы выкарыстоўваеце, і радыус ўшчыльняльнага катка.
