A-16 UHN-46T UD uhlíkový vláknový prepreg

UHN-46T jednosměrový prepreg z uhlíkových vláken: referenční materiál pro lehkou konstrukci a vysokou houževnatost v oblasti vysokého výkonu

Ve sférách, jako je letecký a kosmický průmysl, luxusní automobily a průmyslová zařízení vyžadující extrémní výkon materiálu, se unidirekční prepreg z uhlíkových vláken UHN-46T stal klíčovým řešením díky své kombinaci „ultravysokého modulu a plné přizpůsobivosti pro celé pole použití“. Tento produkt má základní výkonnostní parametr modulu vlákna 46 GPa (46TON), pokrývá více specifikací plošných hustot uhlíkových vláken, jako jsou 25 g, 30 g, 54 g, 100 g, 200 g apod., podporuje vlastní nastavení šířek od 1 metru do 1,2 metru a pryskyřicový systém lze upravit dle potřeby. Zároveň je kompatibilní s výkonnostními standardy 40T unidirekčního prepregu z uhlíkových vláken. Produkt přísně dodržuje minimální hranici výkonu – hustota není nižší než 5 % a opakovatelnost produktů ve stejné kategorii nepřesahuje 70 %. Nabízí klíčové výhody, jako je vysoká pevnost, nízká hustota a vysoká odolnost proti únavě materiálu, a může také splnit požadavky na tvorbu tvarově složitých dílů díky flexibilnímu formování, čímž poskytuje dvojitou záruku „lehkosti a vysoké pevnosti“ pro nosné konstrukce letadel, karoserie sportovních automobilů, luxusní kulturní a sportovní produkty atd., a tak překonává omezení tradičních materiálů ve výkonu i přizpůsobitelnosti procesů.

Klíčové výhody: Vícerozměrná hodnota průlomů výkonu, flexibilní přizpůsobení a adaptace na celou škálu scénářů

1. 46 GPa ultra vysoký modul, definující referenční hladinu pevnosti pro vysokovýkonné materiály

Základní konkurenceschopnost jednosměrného prepregu z uhlíkových vláken UHN-46T spočívá v modulu vlákna 46 GPa (46TON), který daleko převyšuje běžné jednosměrné prepregy z uhlíkových vláken a dokonce odpovídá výkonnostním scénářům prepregu 40T. Umožňuje dosáhnout vyšší tuhosti při nižší hmotnosti u nosných konstrukčních prvků. Návrh uspořádání jednosměrných vláken (s konzistencí směru vláken 99,8 %) plně využívá axiální mechanické vlastnosti uhlíkových vláken. Po testování dosahuje tahová pevnost produktu ve směru 0° více než 2800 MPa, což je o 35 % vyšší než u běžného 30T jednosměrného prepregu z uhlíkových vláken; ohybová pevnost přesahuje 2200 MPa a při dlouhodobém dynamickém zatížení, jako jsou vibrace letu letadel nebo nerovnosti při rychlém jízdě, zůstává úroveň únavové pevnosti nad 90 %, což je mnohem vyšší než průmyslový průměr 80 %.

Zároveň je hustota produktu přísně kontrolována na hodnotě nejméně 5 %, aby bylo zajištěno rovnoměrné rozložení uhlíkových vláken v prepregu bez jakýchkoli míst s oslabenými vlastnostmi způsobených lokálním řídnutím vláken. Jako příklad lze uvést součásti křídla letounu v oblasti leteckého průmyslu, u kterých po použití jednosměrového uhlíkového prepregu UHN-46T došlo ke snížení hmotnosti o více než 50 % ve srovnání s tradičními slitinami hliníku, přičemž tuhost stoupla o 40 %, což přímo vede ke snížení spotřeby paliva a vzletové hmotnosti letounu; V aplikacích tlakových nádob v průmyslovém zařízení umožňují jejich vysokopevnostní vlastnosti snížit tloušťku stěny nádoby o 30 % a přitom odolat vyššímu tlaku, čímž splňují dvojí požadavky bezpečnosti a efektivity v průmyslové výrobě.

2. Pokrytí více specifikací povrchové hustoty, přesné přizpůsobení požadovaným vlastnostem pro různé scénáře

Výrobek je navržen na základě „plošné hustoty uhlíkových vláken“ a vytváří tak bohatý sortiment, který sahá od extrémně tenkých 25 gramů/m² až po těžké provedení s 200 gramy/m². Lze ho flexibilně vybírat podle hmotnosti a pevnosti různých dílů v různých oblastech použití, čímž se dosahuje efektivní adaptace „výběru materiálu dle potřeby“:

• 25 gramů/m², 30 gramů/m² – extrémně tenké provedení: zaměřené na „maximální lehkost“, vhodné pro přesné komponenty citlivé na hmotnost, jako jsou např. tyče na rybaření vyšší třídy nebo hřídele golfových holek. Jako příklad lze uvést 25 gramů prepregu z uhlíkových vláken, z něhož je vyrobená udice o 20 % lehčí než běžné uhlíkové udice a má lepší houževnatost, díky čemuž odolává většímu tahovému namáhání ryby a nerozbije se tak snadno; specifikace 30 g je vhodná pro lyžařské hůlky, která snižuje hmotnostní zátěž pro sportovce při mávání a zároveň zajišťuje odolnost proti ohybu, čímž zvyšuje pohybovou pružnost.
• 54 g/m², 100 g/m² střední specifikace: vyvážení lehké hmotnosti a strukturální stability, vhodné pro automobilový průmysl a oblast železniční dopravy, například vnitřní panely dveří sportovních vozidel a rámy sedadel metra. Díly automobilových dveří vyrobené z 54 gramů předimpregnovaného uhlíkového vlákna mají o 45 % nižší hmotnost ve srovnání s kovovými díly a o 30 % vyšší odolnost proti nárazu; specifikace 100 g se používá pro rámy sedadel metra, což umožňuje snížit hmotnost vozidla při zajištění vysoké tuhosti za účelem prevence deformačních změn při dlouhodobém používání.
• specifikace s vysokou hmotností 200 g/㎡: zaměřené na „vysokou pevnost v nosnosti“, vhodné pro klíčové konstrukční prvky leteckých a průmyslových zařízení, jako jsou ocasní plochy letadel a potrubí pod vysokým tlakem. Ocasní plocha letadla z tohoto materiálu odolá extrémnímu proudění vzduchu a udrží stabilní výkon ve vysokých nadmořských výškách a při nízkých teplotách; při použití u potrubí pod vysokým tlakem lze dosáhnout bezšvového tvarování technologií vinutí s odolností proti tlaku přesahující 50 MPa, čímž se splní požadavky průmyslového přepravního potrubí vysokého tlaku.

Všechny rozměry jsou přizpůsobitelné s šířkou 1 metr až 1,2 metru, což snižuje počet spojování při výrobě velkých dílů a snižuje tak náklady na proces i rizika kvality.

3. Plné výhody výkonu ve všech rozměrech, vhodné pro složité provozní prostředí

Kromě základních mechanických vlastností nabízí také jednosměrná směs UHN-46T s uhlíkovými vlákny multidimenzionální výhody výkonu, které umožňují zvládnout složité provozní scénáře v různých oblastech:

• Potlačování vibrací a odolnost proti opotřebení: Výrobek disponuje vynikajícími vlastnostmi potlačování vibrací, díky nimž efektivně pohlcuje vibrační energii a snižuje hluk a opotřebení komponentů v částech náchylných k vibracím, jako jsou automobilové podvozky a průmyslové obráběcí stroje; součinitel tření je pouze 0.15 (u běžných kovů přibližně 0.5) a odolnost proti opotřebení je o 25 % vyšší než u běžné směsi s uhlíkovými vlákny. Je vhodný pro mechanické spoje a převodové komponenty s častým třením.
• Odolnost proti korozi a dlouhá životnost: Smolový systém využívá odolnou modifikovanou formulaci vůči kyselinám a zásadám, díky čemuž může dosáhnout životnosti více než 15 let v agresivních prostředích, jako jsou námořní lodě nebo chemická zařízení, což je o 50 % déle ve srovnání s běžným předimpregnovaným uhlíkovým vláknem. Například při použití pro nosné konstrukce palub lodi odolává působení mořské soli ve spreji a zabraňuje strukturálním poruchám způsobeným stárnutím materiálu.
• Vysoká plastickost a snadnost zpracování: Výrobek lze vyrobit do jakéhokoli tvaru podle tvaru formy, ať už se jedná o složité zakřivené plochy stěn kabiny letounu nebo proudovou konstrukci podvozku sportovního vozu, dokonale přilne k formě a chyba rozměrové přesnosti po tváření je kontrolována v rozmezí ± 0,2 mm. Zároveň během zpracování není vlákno náchylné k drsnění nebo vrstvení a míra odpadu je nižší než 5 %, což je výrazně pod průmyslovým průměrem 10 %, čímž dochází ke snížení výrobních nákladů.

4. Přizpůsobení smolového systému pro splnění požadavků na výkon specifických pro daný scénář

Na rozdíl od tradičních předimpregnovaných materiálů s pevnými recepturami, jednosměrné předimpregnované uhlíkové materiály UHN-46T umožňují úpravu smolového systému podle potřeby a optimalizaci vlastností dle zvláštních požadavků různých oborů:

• V leteckém průmyslu se používají tepelně odolné smoly, které zajišťují stabilní vlastnosti předimpregnu ve vysokoteplotních prostředích nad 150 ℃, vhodné pro použití u okrajových komponent letadlových motorů.
• V automobilovém průmyslu se používají rychle tuhnoucí smoly, které zkracují dobu tuhnutí na méně než 30 minut a zvyšují efektivitu sériové výroby součástek sportovních automobilů.
• V oborech námořního a chemického inženýrství se používají korozivzdorné smoly, které zvyšují odolnost materiálů vůči mořské vodě a chemickým činidlům a prodlužují životnost zařízení.
• V oblasti vysoce kvalitních kulturních a sportovních potřeb se používá pryskyřice s vysokou houževnatostí, která zvyšuje odolnost produktu proti nárazu a ohybu. Například dřík golfových holí může díky houževnatosti pryskyřice tlumit nárazovou sílu při náhodném nárazu a tak zabránit zlomení.

Na míru vytvořené pryskyřicové systémy nejen rozšiřují aplikační hranice produktů, ale také zajišťují optimální výkon v každé situaci, čímž se vyhne nadbytečnému nebo nedostatečnému výkonu způsobenému použitím univerzálních materiálů.

5. Diferencovaný design, vytváření bariér konkurenceschopnosti na trhu

Mezi jednosměrnými produkty z předimpregnovaného uhlíkového vlákna ve stejné kategorii vytváří UHN-46T zásadní konkurenční výhodu:

• Technologická diferenciace: Nezávisle vyvinutý proces úpravy povrchu vláken zvyšuje adhezní pevnost mezi uhlíkovým vláknem a pryskyřicí o 40 %, čímž se předchází problému s odstáváním rozhraní, ke kterému má tradiční prepregový materiál sklon; výběr vlákna s modulem 46 GPa předstihuje výkon produktů stejné kategorie a je kompatibilní se scénáři úrovně 40T, čímž pokrývá širší spektrum tržních požadavků.
• Odlišnost služeb: Kromě individuálních specifikací a pryskyřic nabízíme i podpůrnou technologickou podporu, například poskytujeme optimalizační řešení parametrů lisování za tepla pro zákazníky z oblasti leteckého a kosmického průmyslu nebo návod k formovacímu procesu pro automobilové zákazníky, čímž jim pomáháme rychle zahájit výrobu a snižovat technické bariéry.
• Rozdílové náklady: Prostřednictvím rozsáhlé výroby a optimalizace procesů, přičemž je zajištěn vysoký výkon, jsou náklady na běžně používané specifikace, jako jsou 25 g a 30 g, udržovány pod průmyslovým průměrem o 15 %, což zákazníkům poskytuje volbu „vysokého výkonu + vysoké cenové efektivity“ a umožňuje vyhnout se cenovému tlaku způsobenému homogenní konkurencí.