A-12 نسيج من ألياف الكربون الموسع المضفر مسبقًا

نسيج كربون موسّع منسوج مُعد مسبقًا: خيار جديد لمواد المركبات يجمع بين الأداء العالي والقيمة الجمالية

في مجالات مثل المعدات عالية الجودة والإلكترونيات الاستهلاكية والفضاء الجوي، التي تتطلب أداءً عاليًا للمواد وتصميمًا جماليًا، أصبح توسيع قماش الكربون المضفر المشبع حلاً مبتكرًا. يستخدم هذا المنتج ألياف الكربون الواسعة كمادة خام رئيسية، ويُشكَّل منها قماش كربوني مضفر واسع عن طريق نسج الخيوط الأساسية والسندان، ثم يُنتَج القماش المشبع من ألياف الكربون المضفر الواسع من خلال عملية نقع مسبقة احترافية. وتتميز الحزمة غير المطوية من ألياف الكربون بمستقيم ممتاز، مما لا يطلق فقط مقاومة الشد لألياف الكربون في القماش بشكل كامل، ويؤدي إلى خصائص ميكانيكية أعلى، بل ويمنح المادة المشبعة أيضًا مظهرًا جماليًا فريدًا من نوعه. ويغطي المنتج مواصفات متعددة مثل 88 مم، 1010 مم، 1818 مم، 2020 مم، وغيرها، ما يلبي ليس فقط متطلبات قوة المكونات الهيكلية، بل ويتيح أيضًا مرونة في تصميم المنتجات، ويعمل على سد الفجوة في السوق الخاصة بالقماش المشبع التقليدي من ألياف الكربون التي تميزت بـ"أداء ثقيل ومظهر خفيف".

الميزة الأساسية: تقدم ثلاثي في الأداء والمظهر والتخصيص

1. تمكين عملية التوسيع وتحقيق أقصى استفادة من الإمكانات الميكانيكية لألياف الكربون

يُعد توسيع ألياف الكربون السمة التقنية الأساسية لهذا المادة المشربة (prepreg). على عكس العملية التقليدية التي تعتمد على نسج حزم ألياف الكربون مباشرة، فإن المنتج يقوم أولاً بفرد حزم ألياف الكربون بشكل احترافي لتحقيق عرض موحد واستقامة تزيد عن 99%. ثم يتم نسج الحزم طولياً وعرضياً لتكوين قماش نسيج من ألياف الكربون الموسع. يحل هذا التحسين في العملية مشكلة فقدان الأداء الناتجة عن الالتواء والتراص في حزم ألياف الكربون بالقماش النسيجي التقليدي، مما يسمح باستغلال مقاومة الشد لألياف الكربون بالكامل داخل هيكل القماش.
بعد الاختبار، تزداد قوة الشد عند 0° لقماش ألياف الكربون الموسّع المحبوك المشبّع (prepreg) بنسبة تزيد عن 25% مقارنةً بقماش ألياف الكربون المحبوك العادي المشبّع، كما يزداد معامل الشد بنسبة 18%. حتى في سيناريوهات الإجهاد المعقدة، يمكن التحكم في تقلبات الخصائص الميكانيكية ضمن حدود 5%. على سبيل المثال، عند استخدام قماش ألياف الكربون المحبوك المشبّع بعرض 88 مم، فإن المكونات المصنوعة منه تقوم بنقل الإجهاد بشكل موحد إلى كل حزمة من ألياف الكربون الموسعة عند تعرضها للشد المحوري، مما يتجنب خطر الكسر الناتج عن تركيز الإجهاد المحلي؛ أما المواصفة 2020 مم، فبفضل مساحتها الأكبر لتغطية حزمات الألياف، تُظهر مقاومة انحناء أكثر استقرارًا في المكونات الهيكلية الكبيرة مثل أغلفة المعدات عالية الجودة، وبالتالي تستوفي متطلبات الموثوقية الهيكلية للاستخدام الطويل الأمد. وفي الوقت نفسه، يتم الحفاظ على كثافة المنتج بدقة بحيث لا تقل عن 5%، مما يضمن توزيعًا متجانسًا لألياف الكربون داخل المادة المشبعة وعدم وجود نقاط ضعف في الأداء ناتجة عن محتوى ألياف محلي منخفض.

2. تغطية متعددة المواصفات، مُعدّة لتناسب متطلبات الحجم والأداء في سيناريوهات مختلفة

يرتكز المنتج حول ثلاث معلمات أساسية هي "عرض الشبكة، السُمك، والوزن" لإنشاء نظام مواصفات غني، ويغطي نوعين من هياكل القماش: النسج العادي والنسج القطيفي، ويمكنه التوافق بدقة مع احتياجات الاستخدام في مجالات مختلفة. تظهر المعلمات المحددة في الجدول أدناه (مواصفات أساسية مستخرجة):

من بينها، تركز أقمشة الكربون المنسوجة المغلفة بعرض 1010 مم و1818 مم و2020 مم على "الخفة + الجماليات"، وهي مناسبة لمجالات الإلكترونيات الاستهلاكية والأثاث الراقي التي تتطلب مظهرًا وجودة نسيجية عالية؛ بينما يركّز المواصفة بعرض 88 مم حول "القوة العالية + الوزن العالي"، وهي مناسبة لمعدات صناعية ومكونات طيران وفضاء تتطلب متانة هيكلية صارمة. ويتم التحكم في سماكة المواصفات المختلفة ضمن نطاق 0.08-0.2 مم، مما يوازن بين خفة الوزن والاستقرار الهيكلي، ويوفّر خيارات حجم إضافية لتصميم المنتجات.

3. النسيج جميل وفريد، ويوازن بين الوظيفة والقيمة البصرية

غالبًا ما يركز ورق الكربون المقوى التقليدي على الخصائص الميكانيكية، ويكون مظهره بالأساس بلون واحد صلب أو بملمس بسيط، مما يجعل من الصعب تلبية الاحتياجات الجمالية في المجالات الراقية. أما المادة المشربة مسبقًا من نسيج ألياف الكربون الواسع، فبفضل الترتيب المنتظم لحزم ألياف الكربون العريضة وعملية النسج بالسوت واللحم، تُنتج تأثير نسيج فريد ومنظم — حيث يُظهر هيكل النسج العادي أنماط "شبكة" دقيقة ذات خطوط واضحة ومتناظرة، ما يجعلها أكثر أناقة بصريًا؛ في حين يُظهر الهيكل القطري ملمسًا قطريًا ناعمًا مع إحساس أقوى بالتدرج الطباقي، ويمكن اختياره بشكل مرن وفقًا للنمط التصميمي للمنتج.

هذا الميزة الجمالية تجعل المنتج شديد التنافسية في مجال الإلكترونيات الاستهلاكية (مثل أغطية أجهزة الكمبيوتر المحمولة الراقية، وأغطية الساعات الذكية)، والاثاث الفاخر (مثل أسطح مكتب بأسلوب فاخر خفيف، ولوحات الخزائن)، والإكسسوارات الفاخرة (مثل إطارات الأمتعة الراقية) وقطاعات أخرى. على سبيل المثال، غطاء الحاسوب المحمول المصنوع من قماش كربون فيبر بنسيج سداسي عريض مقاس 2020 مم ومُسبق التشرب لا يقلل الوزن بنسبة 40٪ مقارنةً بالغطاء المعدني فحسب، بل يعزز أيضًا تمييز المنتج من خلال نسيج شبكي فريد؛ يمكن استخدام المواصفة 1818 مم في لوحات الأثاث الراقية. وعند دمجه مع طلاء شفاف، يصبح نسيج ألياف الكربون مرئيًا بوضوح، ما يجمع بين الشعور بالتكنولوجيا والفخامة، ويتجاوز القيود البصرية للمواد التقليدية.

4. عملية التمرير المسبق ناضجة، وتضمن ثبات المنتج وملاءمة العملية

تُعتمد عملية التشرب المسبق لنسيج ألياف الكربون الواسع على معدات دقيقة آلية لنقلب بشكل موحد راتنج الإيبوكسي المعدل داخل نسيج ألياف الكربون الواسع. ويتم التحكم بمحتوى الراتنج ليكون بين 35٪ و45٪، وتبلغ درجة تجانس التشرب أكثر من 99.5٪، دون وجود عيوب مثل الفقاعات أو نقص الغراء. إن عملية النقع المسبق الناضجة لا تضمن فقط اتساق الأداء لكل دفعة من المنتجات، بل تمنح المنتجات أيضًا قابلية ممتازة للتصنيع، وتكون متوافقة مع عمليات تصنيع المواد المركبة الشائعة مثل صب الضغط الساخن، والتشكيل بالضغط، والتشكيل بحقيبة فراغية.

في عملية التشكيل بالضغط الساخن، تتمتع راتنجات الشريط المسبق التشرب جيدًا بقابلية جيدة للتدفق ويمكنها ملء الفراغات في القالب تمامًا. بعد التشكيل، تكون نعومة سطح الأجزاء عالية ولا تحتاج إلى تلميع إضافي؛ في صب الضغط، يتمتع المنتج باستقرار حراري ممتاز، مع نطاق درجة حرارة التصلب من 120 إلى 150 ℃، ويمكن التحكم في زمن التصلب ضمن 30 إلى 60 دقيقة، وهو ما يناسب إيقاع الإنتاج الجماعي. على سبيل المثال، عند استخدام شريط مسبق التشرب من قماش ألياف الكربون المنسوج بعرض 10 × 10 مم لتشكيل إكسسوارات معدات رياضية، يمكن زيادة كفاءة الإنتاج للدفعة الواحدة بنسبة 20٪ مقارنةً بالشريط المسبق العادي، وتظل نسبة مؤهلية المنتج مستقرة فوق 98٪، مما يقلل من تكاليف الإنتاج للشركات.

5. تصميم تمييزي، لبناء حواجز تنافسية في السوق

من ناحية، الالتزام الصارم بالابتكار التفاضلي في عملية التوسيع، وكثافة النسيج، وصيغة الراتنج - على سبيل المثال، يمكن لتكنولوجيا توسيع حزمة السلك التي تم تطويرها بشكل مستقل تحقيق التحكم في عرض حزمة السلك ضمن هامش خطأ ± 0.5 مم، وهو ما يفوق بكثير المتوسط الصناعي البالغ ± 1 مم؛ ومن ناحية أخرى، نحن نقدم خدمات مخصصة مرنة يمكنها تعديل عرض الشبكة (مثل تصاميم مخصصة بعرض 12 مم، 15 مم)، وهيكل القماش (مثل القماش الحريري)، ونوع الراتنج (مثل راتنج مقاوم للحريق، وراتنج مقاوم للعوامل الجوية) وفقًا لمتطلبات العملاء، لتلبية الاحتياجات الشخصية في مجالات مختلفة. على سبيل المثال، استجابةً لطلب قطع داخلية للمركبات الكهربائية الجديدة، يمكن تخصيص نسيج ألياف كربونية بعرض 1818 مم مقاوم للتآكل؛ واستجابةً لطلب إكسسوارات الطيران والفضاء، يمكن تخصيص مواصفات عالية القوة بعرض 88 مم لتجنب الضغوط السوقية الناتجة عن المنافسة المتجانسة.