A-1 UD Kohlefaser-Vorimpregnierung

Unidirektionales Kohlefaser-Prepreg (UD-Kohlefaser-Prepreg)

Produkteinführung

Unidirektionales Kohlefaser-Prepreg, üblicherweise als UD-Kohlefaser-Prepreg bezeichnet, ist ein Hochleistungs-Verbundwerkstoff, der aus in eine einzige Richtung ausgerichteten Kohlefasern besteht, die bereits mit einer Harzmatrix imprägniert sind. Diese spezielle Struktur ist darauf ausgelegt, die mechanischen Eigenschaften des Materials entlang der Faserrichtung zu maximieren, wodurch es eine bevorzugte Wahl für Anwendungen unter hoher Belastung in verschiedenen Industrien darstellt.

Ein entscheidender Vorteil dieses Produkts liegt in seinen flexiblen und anpassbaren Leistungsparametern: Der Fasermodule ist in drei Hochleistungsstufen erhältlich – 24 GPa, 30 GPa und 40 GPa (allgemein als TON-Grade bezeichnet), wodurch ein breites Spektrum an Festigkeitsanforderungen abgedeckt wird, von allgemeinen industriellen Anwendungen bis hin zu Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt. Hinsichtlich der Flächendichte bietet es einen weiten Bereich von 10 g/m² bis 1000 g/m², was eine präzise Steuerung von Gewicht und Dicke der Bauteile entsprechend spezifischer Konstruktionsanforderungen ermöglicht.

Die Prepreg-Breite ist standardmäßig zwischen 1 Meter und 1,5 Meter festgelegt, um sowohl Serienproduktionslinien als auch kundenspezifische Fertigungsszenarien zu unterstützen. Besonders hervorzuheben ist, dass die Harzmatrix vollständig gemäß den Kundenanforderungen angepasst werden kann, einschließlich Epoxidharz, Polyesterharz und anderen Spezialharzen, um sich unterschiedlichen Verarbeitungsbedingungen (wie Aushärtetemperatur und -zeit) sowie Anforderungen der Einsatzumgebung (wie hohe Temperatur- oder Chemikalienbeständigkeit) anzupassen.

Leistungsmerkmale

UD-Kohlefaser-Prepreg weist ein umfassendes Spektrum hervorragender Leistungseigenschaften auf, die es von herkömmlichen Materialien unterscheiden.

● Zunächst zeichnet es sich durch außergewöhnliche hohe Festigkeit gepaart mit geringer Dichte aus, eine Kombination, die die Herstellung leichter Bauteile ermöglicht, ohne dabei die strukturelle Integrität zu beeinträchtigen – seine spezifische Festigkeit ist mehrere Male höher als die von Stahl und macht es somit ideal für gewichtsrelevante Anwendungen.

● Zweitens verfügt es über hervorragende Ermüdungsfestigkeit und Schwingungsdämpfung eigenschaften; die unidirektionale Faserausrichtung und die Harzmatrix arbeiten zusammen, um Schwingungsenergie effektiv zu absorbieren und abzuleiten, wodurch langfristige strukturelle Stabilität auch unter wiederholten zyklischen Belastungen gewährleistet wird – entscheidend für Bauteile wie Flugzeugflügel und Fahrzeugchassis, die ständigen Belastungen ausgesetzt sind.

● Drittens weist es eine geringer Reibungskoeffizient und hervorragende Verschleißfestigkeit auf; die glatte Oberfläche der Kohlefasern in Kombination mit der schützenden Harzschicht verringert die Reibung zwischen dem Material und den Kontaktflächen, reduziert den Verschleiß und verlängert die Lebensdauer bewegter Teile.

● Viertens zeichnet es sich durch hervorragende korrosionsbeständig — im Gegensatz zu Metallen, die anfällig für Rost und chemische Korrosion sind, sind Kohlenstofffasern von Natur aus inert, und die Harzmatrix schützt das Material zusätzlich vor Feuchtigkeit, Chemikalien und aggressiven Umwelteinflüssen, wodurch eine lange Lebensdauer in maritimen, industriellen und Außenbereichen gewährleistet ist.

● Zusätzlich bietet es gute Verformbarkeit , wodurch es sich an jede Form anpassen lässt; während des Aushärtungsprozesses kann das Prepreg leicht in komplexe Formen gebracht werden, was die Herstellung integrierter Bauteile mit komplexen Strukturen ermöglicht, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer oder gar nicht realisierbar wären.

● Schließlich ist es einfach zu verarbeiten — im Vergleich zu rohen Kohlenstoffasern, die eine separate Harzimprägnierung erfordern, kommt UD-Prepreg bereits vorimprägniert, vereinfacht Verarbeitungsschritte wie Schneiden, Legen und Aushärten, verkürzt die Produktionszeit und erhöht die Fertigungseffizienz.

Produktanwendungen

Aufgrund seiner hervorragenden Formbarkeit und umfassenden mechanischen Eigenschaften wird UD-Carbonfaser-Prepreg häufig bei der Herstellung von Carbonrohren, Carbonplatten und verschiedenen komplex geformten Bauteilen eingesetzt und findet Anwendung in mehreren High-End-Industrien.

In der luft- und Raumfahrt in diesem Sektor ist es ein Kernmaterial für tragende Strukturen von Flugzeugen wie Flügel, Leitwerke und Kabinenwände. Durch die Verwendung von UD-Prepreg können Hersteller das Gewicht von Flugzeugen erheblich reduzieren, während gleichzeitig eine hohe Steifigkeit erhalten bleibt – diese Gewichtsreduktion führt direkt zu geringerem Kraftstoffverbrauch, verlängerter Flugreichweite und verbesserter Gesamtleistung des Flugzeugs und erfüllt so die strengen Sicherheits- und Effizienzanforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie.

In der automobilindustrie, es wird zunehmend bei Karosserieteilen von Sportwagen eingesetzt, einschließlich Türen, Fahrgestellen und Karosserierahmen. Die hohe Festigkeit des UD-Prepregs verbessert die Schlagzähigkeit von Fahrzeugkomponenten und erhöht somit die Sicherheit der Insassen, während sein geringes Gewicht das Gesamtgewicht des Fahrzeugs reduziert, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert und Emissionen verringert werden – im Einklang mit dem globalen Trend zur Leichtbauweise und Umweltschonung im Automobilbereich.

Im Bereich hochwertige Sportausrüstung , ist es ein bevorzugtes Material für Golfschläger, Angelruten und Skistöcke. Die hohe Festigkeit und Flexibilität des UD-Prepregs ermöglicht die Konstruktion von Sportgeräten mit optimierter Steifigkeit und Elastizität – beispielsweise bieten Golfschläger aus UD-Prepreg eine bessere Kraftübertragung, während Angelruten über höhere Zugfestigkeit und Flexibilität verfügen und Athleten so helfen, ihre Leistung zu steigern.

In industrielle Ausrüstung , es wird in Hochdruckkonstruktionen wie Druckbehältern und Rohrleitungen eingesetzt. Durch den Wickelprozess kann UD-Prepreg in einer Richtung abgelegt werden, die mit der Hauptspannungsrichtung der Konstruktion übereinstimmt, wodurch eine nahtlose, hochfeste Auslegung erreicht wird, die extremen Druckbelastungen standhält und sich somit für industrielle Anwendungen wie den Transport von Öl und Gas sowie die chemische Verarbeitung eignet. Neben diesen zentralen Bereichen findet UD-Kohlefaser-Prepreg auch Anwendung in der Windenergie (für Windturbinenflügel, bei denen seine Leichtigkeit und hohe Festigkeit die Energieumwandlungs-Effizienz verbessern), im Schienenverkehr (für Wagenkästen und Drehgestelle, zur Gewichtsreduzierung und Verbesserung der Betriebsstabilität) sowie in anderen Bereichen, die leichte, hochfeste und witterungsbeständige Kohlefasermaterialien erfordern. Da die Industrien weiterhin eine höhere Leistung und Effizienz anstreben, wird erwartet, dass sich der Anwendungsbereich von UD-Kohlefaser-Prepreg weiter ausdehnen wird.