A-16 UHN-46T UD Kohlefaservorimpregnat

UHN-46T einseitiges Carbonfaser-Prepreg: ein Referenzmaterial für Leichtbau und hohe Zähigkeit im Hochleistungsbereich

In Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, hochwertigen Automobilen und Industrieanlagen, die eine extreme Materialleistung erfordern, ist das unidirektionale Kohlefaser-Prepreg UHN-46T mit seiner Kombination aus „ultrahohem Modul und vollständiger Einsatzfeld-Anpassungsfähigkeit“ zur Kernlösung geworden. Dieses Produkt weist einen zentralen Leistungsindex von 46 GPa Fasermodul (46TON) auf und umfasst mehrere Spezifikationen der Kohlefaseroberflächendichte wie 25 g, 30 g, 54 g, 100 g, 200 g usw. Es unterstützt die Anpassung von Breiten von 1 Meter bis 1,2 Meter, und das Harzsystem kann je nach Bedarf angepasst werden. Zudem ist es kompatibel mit den Leistungsstandards des 40T unidirektionalen Kohlefaser-Prepregs. Das Produkt hält strikt an der unteren Grenze der Dichte von mindestens 5 % fest, und die Wiederholbarkeit von Produkten derselben Kategorie liegt nicht über 70 %. Es verfügt über zentrale Vorteile wie hohe Festigkeit, geringe Dichte und ausgeprägte Ermüdungsbeständigkeit und kann auch durch flexible Formgebung die Anforderungen an unregelmäßige Bauteile erfüllen. Damit bietet es eine doppelte Sicherheit aus „Leichtbau + hoher Festigkeit“ für tragende Strukturen von Flugzeugen, Karosserien von Sportwagen, hochwertige Kultur- und Sportprodukte usw. und überwindet die Grenzen traditioneller Materialien hinsichtlich Leistung und Prozessanpassungsfähigkeit.

Kernvorteile: Multidimensionaler Wert durch Leistungssteigerungen, flexible Anpassungsmöglichkeiten und vollständige Anpassung an alle Einsatzszenarien

1. 46 GPa Ultra-Hochmodul, definiert den Stärkenstandard für Hochleistungsmaterialien

Die Kernwettbewerbsfähigkeit des einseitigen Kohlefaserverbundwerkstoffs UHN-46T liegt in seinem Fasermodul von 46 GPa (46TON), der den von gewöhnlichen einseitigen Kohlefaserverbundwerkstoffen weit übertrifft und sogar mit den Leistungsszenarien von 40T einseitigen Kohlefaserverbundwerkstoffen kompatibel ist. Er kann bei tragenden Strukturkomponenten eine höhere Steifigkeit bei geringerem Gewicht erreichen. Durch das einseitige Faseranordnungsdesign (mit einer Faserrichtungskonsistenz von 99,8 %) werden die axialen mechanischen Eigenschaften der Kohlefaser vollständig ausgeschöpft. Nach Prüfungen erreicht die 0°-Zugfestigkeit des Produkts über 2800 MPa, was 35 % höher ist als bei gewöhnlichem 30T einseitigen Kohlefaserverbundwerkstoff; Die Biegefestigkeit überschreitet 2200 MPa, und unter langfristigen dynamischen Belastungen wie Flugvibrationen von Flugzeugen oder Unebenheiten beim Hochgeschwindigkeitsfahren bleibt die Ermüdungsfestigkeit noch über 90 %, deutlich höher als der Branchendurchschnitt von 80 %.

Gleichzeitig wird die Produktdichte streng auf mindestens 5 % kontrolliert, um eine gleichmäßige Verteilung der Kohlenstofffasern im Prepreg sicherzustellen, ohne lokale schwache Stellen aufgrund von Faserarmut. Am Beispiel von Flugzeugtragflächenbauteilen im Luft- und Raumfahrtbereich: Nach Einsatz des unidirektionalen Kohlenstofffaser-Prepregs UHN-46T verringert sich das Gewicht der Bauteile um mehr als 50 % im Vergleich zu herkömmlichen Aluminiumlegierungen, während die Steifigkeit um 40 % erhöht wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch und das Startgewicht des Flugzeugs direkt reduziert werden; Bei der Anwendung in Hochdruckbehältern für Industrieanlagen ermöglichen ihre hochfesten Eigenschaften eine Verringerung der Wanddicke um 30 %, während sie gleichzeitig höheren Drücken standhalten können, was den doppelten Anforderungen an Sicherheit und Effizienz in der industriellen Produktion gerecht wird.

2. Umfassende Abdeckung mehrerer Spezifikationen hinsichtlich der Flächendichte zur präzisen Anpassung an die Leistungsanforderungen unterschiedlicher Anwendungsszenarien

Das Produkt basiert auf der „Oberflächendichte aus Kohlefaser“ und bietet ein umfangreiches Spezifikationssystem, das von ultraleicht mit 25 Gramm/Quadratmeter bis hin zu schwerem 200 Gramm/Quadratmeter reicht. Es kann je nach Gewichts- und Festigkeitsanforderungen verschiedener Bauteile in unterschiedlichen Bereichen flexibel ausgewählt werden, um eine effiziente Anpassung durch „bedarfsgerechte Materialauswahl“ zu ermöglichen:

• 25 Gramm/Quadratmeter, 30 Gramm/Quadratmeter ultradünne Ausführungen: mit Fokus auf "ultimatives Leichtgewicht", geeignet für Präzisionskomponenten, die empfindlich gegenüber Gewicht sind, wie zum Beispiel hochwertige Angelruten und Golfschläger-Schäfte. Am Beispiel von 25 Gramm Carbonfaser-Prepreg: Die daraus hergestellte Angelrute wiegt 20 % weniger als herkömmliche Carbonruten und weist eine bessere Zähigkeit auf, wodurch sie höheren Belastungen durch den Fischkörper standhalten kann, ohne leicht zu brechen; Die 30-g-Ausführung eignet sich für Skistöcke, verringert die Gewichtsbelastung für Athleten beim Schwung, gewährleistet gleichzeitig eine hohe Biegefestigkeit und verbessert die Beweglichkeit.
• 54 g/㎡, 100 g/㎡ mittlere Ausführungen: gewichtsoptimierung und strukturelle Stabilität, geeignet für die Automobilindustrie und den Schienenverkehr, beispielsweise für Innenverkleidungen von Sportwagentüren und Sitzgestelle in U-Bahnen. Fahrzeugtürkomponenten aus 54 Gramm Carbonfaser-Prepreg weisen eine Gewichtsreduktion von 45 % im Vergleich zu metallischen Bauteilen auf sowie eine Verbesserung der Schlagzähigkeit um 30 %; Die 100-g-Ausführung wird für Sitzgestelle in U-Bahnen verwendet und ermöglicht eine Gewichtsreduzierung des Fahrzeugs bei gleichzeitig hoher Steifigkeit, um strukturelle Verformungen bei langfristiger Nutzung zu verhindern.
• 200 g/㎡ hohe Flächengewichtsausführung: mit Fokus auf „hochfeste Tragfähigkeit“, geeignet für Kernstrukturen von Luft- und Raumfahrt sowie Industrieanlagen, wie z. B. Flugzeugleitwerke und Hochdruckleitungen. Das aus diesem Material hergestellte Flugzeugleitwerk kann extremen Luftstrombelastungen standhalten und in großer Höhe und bei tiefen Temperaturen eine stabile Leistung gewährleisten; bei Einsatz in Hochdruckleitungen kann durch Wickeltechnologie eine nahtlose Formgebung erreicht werden, mit einer Druckbeständigkeit von über 50 MPa, was den Anforderungen des industriellen Hochdrucktransports entspricht.

Alle Spezifikationen unterstützen die Anpassung mit einer Breite von 1 Meter bis 1,2 Meter, wodurch die Anzahl der Spleißvorgänge bei der Herstellung großer Bauteile reduziert, die Prozesskosten gesenkt und Qualitätsrisiken verringert werden.

3. Vorteile in vollem Umfang hinsichtlich der Leistungsdimensionen, geeignet für komplexe Einsatzumgebungen

Neben den zentralen mechanischen Eigenschaften bietet das unidirektionale Kohlefaser-Prepreg UHN-46T auch mehrdimensionale Leistungsvorteile, die komplexen Einsatzszenarien in verschiedenen Bereichen gerecht werden:

• Schwingungsdämpfung und Verschleißfestigkeit: Das Produkt zeichnet sich durch hervorragende Schwingungsdämpfung aus und kann effektiv Vibrationsenergie absorbieren, was Geräuschentwicklung und Bauteilabnutzung bei vibrationsanfälligen Komponenten wie Fahrzeugfahrgestellen und industriellen Werkzeugmaschinen reduziert; Der Reibungskoeffizient beträgt nur 0,15 (bei gewöhnlichen Metallen ca. 0,5), und die Verschleißfestigkeit ist um 25 % höher als bei herkömmlichem Kohlefaser-Prepreg. Es eignet sich daher für mechanische Gelenke und Übertragungselemente mit häufiger Reibung.
• Korrosionsbeständigkeit und lange Lebensdauer: Das Harzsystem verwendet eine säure- und alkali-beständige modifizierte Formulierung, wodurch seine Lebensdauer in korrosiven Umgebungen wie auf Marineschiffen und chemischen Anlagen mehr als 15 Jahre erreichen kann, was um 50 % länger ist als bei herkömmlichem kohlefaserverstärktem Prepreg. Wenn es beispielsweise für Schiffsdeckstützstrukturen eingesetzt wird, kann es der Korrosion durch Salzwasser-Sprühnebel widerstehen und strukturelle Ausfälle aufgrund von Materialalterung vermeiden.
• Hohe Formbarkeit und einfache Verarbeitung: Das Produkt kann je nach Form des Werkzeugs in beliebige Formen gebracht werden, ob komplex gekrümmte Flächen der Flugzeugkabinenwand oder die stromlinienförmige Struktur des Sportwagen-Chassis – es passt sich eng an das Werkzeug an, und die Maßhaltigkeit nach dem Formprozess liegt mit einer Abweichung von ± 0,2 mm innerhalb enger Toleranzen. Gleichzeitig neigen die Fasern während der Verarbeitung kaum zu Ausfransen oder Delamination, und die Ausschussrate liegt unter 5 %, deutlich unter dem Branchendurchschnitt von 10 %, was die Produktionskosten senkt.

4. Anpassung des Harzsystems, um den leistungsbezogenen Anforderungen spezifischer Anwendungsszenarien gerecht zu werden

Im Gegensatz zu herkömmlichen pre-impregnierten Materialien mit festgelegten Formulierungen unterstützen die unidirektionalen, pre-impregnierten Kohlefasermaterialien UHN-46T eine anpassbare Harzformulierung und können so hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit an die besonderen Anforderungen unterschiedlicher Bereiche angepasst werden:

• Im Luft- und Raumfahrtbereich kommt hochtemperaturbeständiges Harz zum Einsatz, um eine stabile Leistung des Prepregs bei Temperaturen über 150 °C sicherzustellen, was sich für Umgebungskomponenten von Flugzeugtriebwerken eignet.
• In der Automobilindustrie werden schnellhärtende Harze verwendet, um die Aushärtezeit auf unter 30 Minuten zu verkürzen und die Effizienz der Serienproduktion von Sportwagenbauteilen zu steigern.
• In den Bereichen Meerestechnik und chemische Verfahrenstechnik kommen korrosionsbeständige Harze zum Einsatz, um die Widerstandsfähigkeit der Materialien gegenüber Seewasser und chemischen Reagenzien zu erhöhen und somit die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern.
• Im Bereich der hochwertigen kulturellen und sportlichen Ausrüstung wird ein hochzäher Harz verwendet, um die Schlag- und Biegefestigkeit des Produkts zu verbessern. Beispielsweise kann der Golfschlägergriff durch die Zähigkeit des Harzes die Aufprallkraft puffern, falls es zu einer unbeabsichtigten Kollision kommt, und so Brüche vermeiden.

Maßgeschneiderte Harzsysteme erweitern nicht nur die Anwendungsgrenzen von Produkten, sondern gewährleisten auch eine optimale Leistung in jedem Szenario und vermeiden Leistungsüberschüsse oder -mängel, die durch Materialien nach dem „Einheitsgrößen“-Prinzip entstehen.

5. Differenziertes Design, Aufbau von Wettbewerbsbarrieren auf dem Markt

Unter den unidirektionalen Prepreg-Produkten aus Kohlefaser derselben Kategorie etabliert UHN-46T die Kernwettbewerbsfähigkeit:

• Technologische Differenzierung: Das eigenentwickelte Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Fasern erhöht die Haftfestigkeit zwischen Kohlenstofffaser und Harz um 40 % und vermeidet das bei herkömmlichem Prepreg häufig auftretende Problem der Interface-Ablösung; Die Auswahl einer Faser mit einem E-Modul von 46 GPa führt in der Leistungsklasse vergleichbarer Produkte und ist mit Anwendungen auf 40T-Niveau kompatibel, wodurch ein breiteres Spektrum an Marktanforderungen abgedeckt wird.
• Service-Differenzierung: Neben kundenspezifischen Spezifikationen und Harzen bieten wir auch begleitende Prozessunterstützung an, beispielsweise Optimierungslösungen für Parameter des Heißpressformens für Kunden aus der Luft- und Raumfahrt sowie Anleitungen zum Formgebungsprozess für Automobilkunden, um eine schnelle Produktionserstellung und die Verringerung technischer Hürden zu unterstützen.
• Kostendifferenzierung: Durch großtechnische Produktion und Prozessoptimierung wird bei sicherer hoher Leistung die Kostenkontrolle für gängige Spezifikationen wie 25g und 30g um 15 % unterhalb des Branchendurchschnitts gehalten, wodurch Kunden eine Wahlmöglichkeit mit „hoher Leistung + hoher Kosteneffizienz“ geboten wird und Preisdruck durch homogene Konkurrenz vermieden wird.