Προ-εμποτισμένα Υψηλής Απόδοσης Ανθρακονήματα για Αεροδιαστημική & Αυτοκινητοβιομηχανία | Weihai Dushi

Προεμπρέσαρισμα Άνθρακα: Ταξινόμηση και Ανάλυση Αξίας Βασικών Ενδιάμεσων Προϊόντων για Υλικά Σύνθετα Υψηλής Απόδοσης

Σε τομείς όπως η αεροδιαστημική, τα οχήματα νέας ενέργειας και το υψηλού επιπέδου εξοπλισμός, που απαιτούν εξαιρετική απόδοση των υλικών, το προεμποτισμένο ανθρακονήμα (Carbon Fiber Prepreg), ως ακριβής συνδυασμός ανθρακονήματος και ρητίνης, έχει γίνει το βασικό πρώτο υλικό για την παραγωγή υψηλής απόδοσης σύνθετων προϊόντων. Αυτό το είδος προϊόντος συνδυάζει το ανθρακονήμα ως ενίσχυση με πολυμερές μήτρα ρητίνης μέσω εξειδικευμένων διεργασιών, διατηρώντας τα πλεονεκτήματα του ανθρακονήματος σε υψηλή δυσκαμψία και ελαφρύτητα, ενώ χρησιμοποιεί τη ρητίνη για να επιτύχει πλαστικότητα κατά τη διαμόρφωση. Μπορεί να υποδιαιρεθεί σε πολλά εξειδικευμένα προϊόντα ανάλογα με τις εφαρμογές. Η απόδοση του προεμποτισμένου ανθρακονήματος καθορίζει άμεσα τη μηχανική αντοχή, την προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον και την αποδοτικότητα της διεργασίας του τελικού προϊόντος. Το μέγεθος της αγοράς του αυξάνεται συνεχώς με την επέκταση της ζήτησης για υψηλού επιπέδου κατασκευές, και αναμένεται ότι οι παγκόσμιες πωλήσεις θα ξεπεράσουν τα 10,57 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2031. Το άρθρο αυτό θα πραγματοποιήσει μια ολοκληρωμένη ανάλυση της μοναδικής αξίας του προεμποτισμένου ανθρακονήματος, μιας βασικής κατηγορίας υλικού, από τρεις διαστάσεις: σύστημα ταξινόμησης, βασικά πλεονεκτήματα και αξία διεργασίας.

Βασική ταξινόμηση: Ακριβής διαίρεση με βάση την επιδοσιακή προσανατολισμένη και δομικά χαρακτηριστικά

Το προεμποτισμένο ανθρακονήματος έχει μια ευρεία γκάμα κατηγοριών, οι οποίες μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις κύριες κατηγορίες με βάση τον τύπο ρητίνης, τη διάταξη των ινών και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά. Κάθε τύπος προϊόντος επικεντρώνεται σε διαφορετικά σενάρια εφαρμογής, και η επαναληψιμότητα ελέγχεται αυστηρά σε επίπεδο κάτω του 50% για να εξασφαλιστεί ακριβής προσαρμογή σε διαφορετικές ανάγκες.

1. Με βάση τον τύπο ρητίνης: διμερές βασικό σύστημα θερμοσκληραίνουσας και θερμοπλαστικής

Αυτή είναι η πιο βασική διάσταση ταξινόμησης του προεμποτισμένου ανθρακονήματος, όπου οι ιδιότητες της ρητίνης καθορίζουν άμεσα τη μέθοδο διαμόρφωσης και τα όρια εφαρμογής του προϊόντος

Προεμπεγνασμένη θερμοσκληρυνόμενη ίνα άνθρακα: Βασισμένη σε εποξειδική ρητίνη, φαινολική ρητίνη κ.λπ., απαιτεί θέρμανση και σκλήρυνση για να σχηματιστεί μια μη αντιστρεψίμη τρισδιάστατη διασυνδεδεμένη δομή. Μέχρι το 2024, θα αποτελεί το 75% του παγκόσμιου μεριδίου αγοράς. Τα πλεονεκτήματά της βρίσκονται στις σταθερές μηχανικές ιδιότητες μετά τη σκλήρυνση, με καμπτική αντοχή πάνω από 2000MPa, υψηλή ακρίβεια στον έλεγχο του κλάσματος όγκου ινών (με σφάλμα ±1%) και προσαρμοστικότητα σε δομικά στοιχεία φέρουσας κατασκευής για αεροδιαστημικές εφαρμογές (όπως πτερύγες αεροσκαφών, θαλάμες πυραύλων) που απαιτούν αυστηρή σταθερότητα απόδοσης. Ωστόσο, υπάρχουν περιορισμοί, όπως ο μεγάλος κύκλος διαμόρφωσης (συνήθως 1-4 ώρες) και η δυσκολία ανακύκλωσης.

Θερμοπλαστικό Προεμποτισμένο Υλικό Άνθρακα: Κατασκευασμένο από τήξιμο ρητίνες όπως πολυαιθέρας-αιθέρας-κετόνη (PEEK) και πολυπροπυλένιο (PP), διαθέτει αντιστρέψιμες ιδιότητες μαλάκυνσης με θέρμανση και στερεοποίησης με ψύξη, αντιπροσωπεύοντας το 25% της αγοράς το 2024 και αυξανόμενο γρήγορα. Τα βασικά πλεονεκτήματά του είναι ο σύντομος κύκλος μόρφωσης (50% μικρότερος από τον θερμοσκληρυνόμενο), η ανακυκλωσιμότητα και η εξαιρετική αντοχή σε κρούση (με αντοχή κρούσης σε αυλάκωση πάνω από 80 kJ/m²), καθιστώντας το προτιμώμενο υλικό για εξαρτήματα αμαξώματος οχημάτων νέας ενέργειας και περιβλήματα ηλεκτρονικών συσκευών. Έχει χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα σε μοντέλα όπως το Tesla Model S Plaid.

2. Διάταξη ινών: διαφορές στις μηχανικές ιδιότητες μεταξύ μονόδρομης και υφασμένης δομής

Η διάταξη των ινών καθορίζει τις κατευθυνόμενες μηχανικές ιδιότητες του Προεμποτισμένου Υλικού Άνθρακα και είναι κατάλληλη για διαφορετικά σενάρια φόρτισης:

Μονόδρομος προεμποτισμένος άνθρακας: Οι ίνες είναι τοποθετημένες με ακρίβεια σε μία κατεύθυνση (με συνέπεια κατεύθυνσης 99,8%), και οι αξονικές μηχανικές ιδιότητες απελευθερώνονται πλήρως. Η εφελκυστική αντοχή μπορεί να φτάσει πάνω από 2600 MPa, και οι συνηθισμένες βαθμίδες μέτρου περιλαμβάνουν 24T, 30T, 36T, 40T, κ.λπ. Αυτό το είδος προϊόντος αποτελεί το βασικό υλικό φερόντων κατασκευών, όπως πτερύγια αεροσκαφών, κύριες δοκοί πτερυγίων ανεμογεννητριών, κ.λπ. Μέσω σχεδιασμού πολυκατευθυντικής στοίβασης, μπορούν να επιτευχθούν πολύπλοκες απαιτήσεις φόρτωσης, και η επιφανειακή πυκνότητα καλύπτει το πλήρες εύρος προδιαγραφών από 67g/㎡ έως 335g/㎡.

Ύφανση προεμπρέγνισης από ίνες άνθρακα: Οι ίνες άνθρακα υφαίνονται με διάφορους τρόπους, όπως με απλή ύφανση, διαγώνια ύφανση (twill), ύφανση jacquard κ.ά., με μηχανικές ιδιότητες ομοιόμορφα κατανεμημένες σε και τις δύο κατευθύνσεις. Διαφορετικές προδιαγραφές δεσμίδων ινών, όπως 1K, 3K, 6K, 12K, μπορούν να δημιουργήσουν διαφοροποιημένες υφές. Για παράδειγμα, τα προϊόντα 3K με διαγώνια ύφανση έχουν λεπτές υφές και είναι κατάλληλα για εσωτερικές διακοσμήσεις αυτοκινήτων· το προϊόν 12K με απλή ύφανση έχει εξαιρετική δυσκαμψία και χρησιμοποιείται για πλαίσια βιομηχανικού εξοπλισμού. Η επιφανειακή πυκνότητα μπορεί να προσαρμοστεί από 100 g/㎡ έως 480 g/㎡.

3. Προσαρμοσμένες παράγωγες κατηγορίες βάσει λειτουργικών χαρακτηριστικών: ειδικά σενάρια

Ως απάντηση σε ειδικές απαιτήσεις περιβάλλοντος, το προϊόν Prepreg από ίνες άνθρακα έχει αναπτύξει πολλές λειτουργικές υποκατηγορίες:

Προεμποτισμένο άνθρακα με ανθεκτικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες: χρησιμοποιώντας τροποποιημένη εποξειδική ρητίνη ή ρητίνη πολυϊμιδίου, η θερμοκρασία μακροχρόνιας χρήσης μπορεί να φτάσει τους 150-300 ℃, ενώ ο βαθμός διατήρησης της εφελκυστικής αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες υπερβαίνει το 85%. Κατάλληλο για περιφερειακά εξαρτήματα αεροσκαφών κινητήρων και δομικά εξαρτήματα βιομηχανικών καμινάδων.

Ανθεκτικό στη φωτιά προεμποτισμένο άνθρακα: με προσθήκη αντιφλεγμονώδους χωρίς αλογόνα με βάση φωσφόρου και αζώτου, η αντίσταση στη φωτιά φτάνει το επίπεδο UL94 V0, με χαμηλή πυκνότητα καπνού και χαμηλή τοξικότητα κατά την καύση. Χρησιμοποιείται ευρέως στο εσωτερικό οχημάτων σιδηροδρομικών μεταφορών και σε πυράντοχα δομικά εξαρτήματα κτιρίων.

Προεμποτισμένο άνθρακα για υψηλές συχνότητες και ταχύτητες: βελτιστοποιημένες διηλεκτρικές ιδιότητες ρητίνης (διηλεκτρική σταθερά ≤ 3,0), με εξαιρετικά χαρακτηριστικά μετάδοσης σήματος, αποτελώντας το βασικό υλικό για κεραίες σταθμών βάσης 5G και υποστρώματα υψηλού επιπέδου διακομιστών.

4. Σύμφωνα με τις προδιαγραφές της δέσμης ινών: εξισορρόπηση της απόδοσης-κόστους μεγάλων και μικρών δεσμών ινών

Το πάχος της δέσμης ινών καθορίζει το κόστος και τη θέση εφαρμογής του προϊόντος

Προεμπρέγνητο Υφασμένο Άνθρακα (≤ 24K): Οι ίνες είναι λεπτές και ομοιόμορφες, με υψηλή επιφανειακή ομαλότητα και σταθερές μηχανικές ιδιότητες. Χρησιμοποιείται κυρίως σε αεροδιαστημικές εφαρμογές και υψηλού επιπέδου αθλητικά προϊόντα (όπως σετ γκολφ), αλλά το κόστος παραγωγής είναι σχετικά υψηλό.

Προεμπρέγνητο Υφασμένο Άνθρακα (≥ 48K): Με υψηλή απόδοση παραγωγής και χαμηλό κόστος, είναι κατάλληλο για μεγάλης κλίμακας εφαρμογές όπως πτερύγια ανεμογεννητριών και ενίσχυση κτιρίων. Η αυξανόμενη ζήτηση για πτερύγια ανεμογεννητριών σε έξω από την ξηρά μεγέθους άνω των 10MW ωθεί τη διεύρυνση της αγοράς.

Βασικό Πλεονέκτημα: Έξι Βασικές Αξίες για την Αναδιαμόρφωση των Ορίων Απόδοσης Υλικών

Ο λόγος για τον οποίο το προεμποτισμένο ανθρακονήμα (Carbon Fiber Prepreg) έχει γίνει η «υλική βάση» της υψηλής τεχνολογίας στην παραγωγή οφείλεται στα εκτεταμένα πλεονεκτήματά του όσον αφορά την αντοχή, το ελαφρύ βάρος, την προσαρμοστικότητα και άλλες διαστάσεις, τα οποία μαζί δημιουργούν την αντικατάστατη θέση του στην αγορά.

1. Απόλυτη ειδική αντοχή και ειδικό μέτρο

Η αντοχή του προεμποτισμένου ανθρακονήματος (Carbon Fiber Prepreg) μπορεί να φτάσει τις 6-12 φορές αυτή του χάλυβα, ενώ η πυκνότητά του είναι μόνο το 1/4 του χάλυβα, και η ειδική αντοχή του (αντοχή/πυκνότητα) είναι περισσότερο από 5 φορές υψηλότερη από αυτή του κράματος αλουμινίου. Για παράδειγμα, στην αεροδιαστημική βιομηχανία, φτερά αεροσκαφών κατασκευασμένα από μονότροπο προεμποτισμένο ανθρακονήμα με μέτρο 36T είναι 48% ελαφρύτερα και 35% πιο άκαμπτα σε σύγκριση με εξαρτήματα από κράμα αλουμινίου, μειώνοντας έτσι άμεσα την κατανάλωση καυσίμου και το βάρος κατά την απογείωση. Στον τομέα της αιολικής ενέργειας, μετά τη χρήση προεμποτισμένου ανθρακονήματος μεγάλης δέσμης ινών για πτερύγια ανεμογεννητριών 10MW, το βάρος ενός μεμονωμένου πτερυγίου μπορεί να μειωθεί κατά 20%, ενώ η απόδοση παραγωγής ενέργειας μπορεί να βελτιωθεί κατά 5% - 8%.

2. Προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον σε όλα τα σενάρια

Όλα τα είδη προεμπρέγματος από άνθρακα διαθέτουν εξαιρετική αντοχή στις καιρικές συνθήκες και σταθερότητα: όσον αφορά την αντοχή στη διάβρωση, μπορούν να αντισταθούν στην αλμυρή ατμόσφαιρα της θάλασσας και στη διάβρωση από χημικά μέσα, και έχουν διάρκεια ζωής πάνω από 15 χρόνια σε θαλάσσια σκάφη και χημικός εξοπλισμός, δηλαδή 50% μεγαλύτερη από τα παραδοσιακά μέταλλα· όσον αφορά την αντοχή στην κόπωση, υπό δυναμικές φορτίσεις όπως ανακοπές αυτοκινήτου και περιστροφή ανεμιστήρα, ο βαθμός διατήρησης της αντοχής στην κόπωση φτάνει το 88%, πολύ πάνω από τον βιομηχανικό μέσο όρο του 80%· όσον αφορά τη θερμική σταθερότητα, ο συντελεστής θερμικής διαστολής των θερμοσκληρυνόμενων προϊόντων είναι μόλις 1,5 × 10⁻⁶/℃, και μπορούν να διατηρήσουν τη διαστατική σταθερότητα ακόμα και σε περιβάλλοντα με ακραίες διαφορές θερμοκρασίας.

3. Εξαιρετικά ευέλικτη δυνατότητα προσαρμογής

Το προεμποτισμένο ίνας άνθρακα μπορεί να επιτύχει πλήρη προσαρμογή διαστάσεων: το σύστημα ρητίνης μπορεί να ρυθμιστεί ανάλογα με τις απαιτήσεις (όπως ανθεκτικές σε υψηλές θερμοκρασίες ρητίνες για αεροναυπηγική και γρήγορα σκληραίνουσες ρητίνες για αυτοκίνητα), και η ομοιομορφία του περιεχομένου ρητίνης ελέγχεται εντός ±0,5%· το πλάτος υποστηρίζει προσαρμοσμένες προδιαγραφές από 1000 mm έως 1500 mm ή ακόμη και ευρύτερες, μειώνοντας τον αριθμό των συνδέσεων για μεγάλα εξαρτήματα· τα λειτουργικά χαρακτηριστικά μπορούν να συνδυάζονται ανάλογα με τις ανάγκες, όπως «αντιφλεγόμενο+αντιστατικό», «ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες+ανθεκτικό σε διάβρωση» και άλλες σύνθετες λειτουργίες, προκειμένου να καλυφθούν οι πολλαπλές ανάγκες ειδικών σεναρίων.

4. Άριστη απόδοση στη διαμόρφωση και την επεξεργασία

Είτε πρόκειται για θερμική συμπίεση, είτε για διαδικασίες μορφοποίησης ή τύλιξης, το προεμποτισμένο ανθρακονήμα (Carbon Fiber Prepreg) έχει καλή προσαρμοστικότητα: μεγάλη πλαστικότητα, μπορεί να διαμορφωθεί σε οποιοδήποτε σχήμα εξαρτημάτων σύμφωνα με το σχήμα του καλουπιού, και το σφάλμα ακρίβειας διαστάσεων μετά τη μορφοποίηση είναι ≤±0,2 mm· η διαδικασία κατεργασίας είναι καθαρή και φιλική προς το περιβάλλον, χωρίς παραγωγή μεγάλης ποσότητας αποβλήτων, και ο ρυθμός αποβλήτων είναι λιγότερος από 6%, πολύ χαμηλότερος από τον παραδοσιακό ρυθμό αποβλήτων κατεργασίας μετάλλων που είναι 15%· τα θερμοπλαστικά προϊόντα μπορούν να παραχθούν γρήγορα σε μεγάλη κλίμακα, με το χρόνο μορφοποίησης μίας παρτίδας να ελέγχεται στα 20-30 λεπτά, κατάλληλο για τις γρήγορες ανάγκες της βιομηχανίας αυτοκινήτων.

5. Διαφοροποιημένη λειτουργική επεκτασιμότητα

Εκτός από τις βασικές μηχανικές ιδιότητες, το προεμποτισμένο υλικό άνθρακα έχει επίσης πλούσια λειτουργικά χαρακτηριστικά: εξαιρετική απόδοση σε ηλεκτρομαγνητική θωράκιση, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κελύφη στρατιωτικού εξοπλισμού· καλή θερμική αγωγιμότητα (η θερμική αγωγιμότητα μπορεί να φτάσει τα 150 W/(m·K)), κατάλληλη για εξαρτήματα διαχύσεως θερμότητας σε ηλεκτρονικές συσκευές· ισχυρή διαφάνεια στις ακτίνες Χ, με ειδικές εφαρμογές στον τομέα του ιατρικού εξοπλισμού· εξαιρετική απόσβεση ταλαντώσεων, η οποία μπορεί να μειώσει τον θόρυβο λειτουργίας και τη φθορά σε αυτοκινητοβιομηχανικά σασί και βιομηχανικά εργαλεία.

6. Πλεονεκτήματα οικονομικής απόδοσης μακροπρόθεσμα

Αν και το αρχικό κόστος προμήθειας του προεμποτισμένου άνθρακα είναι σχετικά υψηλό, το πλεονέκτημα του κόστους σε όλο τον κύκλο ζωής είναι σημαντικό: στον τομέα των σιδηροδρομικών μεταφορών, η χρήση αυτού του υλικού για εξαρτήματα βαγονιών μπορεί να μειώσει το βάρος κατά 300 kg/βαγόνι, εξοικονομώντας περίπου 50.000 kWh ηλεκτρικής ενέργειας ανά τρένο ετησίως· στον τομέα του βιομηχανικού εξοπλισμού, η αντοχή του στη διάβρωση μπορεί να μειώσει τη συχνότητα συντήρησης και να μειώσει τη διακοπή λειτουργίας του εξοπλισμού κατά 40%· η δυνατότητα ανακύκλωσης των προϊόντων θερμοπλαστικού τύπου μπορεί περαιτέρω να μειώσει τα απόβλητα πρώτων υλών, κάτι που συμφωνεί με την τάση της πράσινης παραγωγής.

Σημείο πώλησης διαδικασίας: ακριβής έλεγχος και αύξηση αξίας από τις πρώτες ύλες μέχρι τα τελικά προϊόντα

Η αριστεία του προεμποτισμένου άνθρακα οφείλεται στην ακριβή διαδικασία παραγωγής και τον αυστηρό έλεγχο ποιότητας. Το σύστημα διαδικασίας του δεν εξασφαλίζει μόνο τη συνέπεια του προϊόντος, αλλά επιτυγχάνει και ένα βέλτιστο ισοζύγιο μεταξύ απόδοσης και κόστους.

1. Βασική διαδικασία παραγωγής: Διπλή εγγύηση μεθόδου θερμής τήξης και μεθόδου εμποτισμού με διάλυμα

Οι δύο κυρίαρχες διεργασίες έχουν η καθεμία τη δική της εστίαση και μπορούν να επιλεγούν εύκολα ανάλογα με τον προσδιορισμό του προϊόντος:

• Διαδικασία θερμής τήξης: Η ιξώδες της ρητίνης μειώνεται με τη θέρμανση (συνήθως θερμαίνεται σε θερμοκρασία 80-120 ℃), και στη συνέχεια η ρητίνη επικαλύπτεται ομοιόμορφα στην επιφάνεια των ινών άνθρακα μέσω ενός θερμού κυλίνδρου πίεσης. Το βασικό πλεονέκτημα αυτής της διεργασίας είναι ο ακριβής έλεγχος του περιεχομένου ρητίνης (με σφάλμα ± 0,5%), δεν υπάρχει υπολειμματικός διαλύτης, εξασφαλίζοντας σταθερές μηχανικές ιδιότητες του τελικού προϊόντος, γεγονός που το καθιστά ιδανικό για την παραγωγή υψηλής ποιότητας προεμποτισμένων υλικών άνθρακα για αεροδιαστημικές εφαρμογές. Απαιτείται όμως ακριβής έλεγχος της θερμοκρασίας και της πίεσης για να αποφευχθεί η παραμόρφωση των ινών, η οποία θα μπορούσε να επηρεάσει την απόδοση.
• Διεργασία εμποτισμού με διάλυμα: Η ρητίνη διαλύεται σε έναν οργανικό διαλύτη (όπως το ακετόνη) για μείωση του ιξώδους. Αφού η άνθρακας ίνα απορροφήσει πλήρως τη ρητίνη μέσω της δεξαμενής εμποτισμού, ο διαλύτης εξατμίζεται μέσω ενός θερμαντικού καναλιού. Αυτή η διαδικασία έχει χαμηλό κόστος επένδυσης, απλή διαδικασία παραγωγής και είναι κατάλληλη για μεγάλης κλίμακας παραγωγή φθηνού προ-εμποτισμένου υλικού άνθρακα. Για να λυθεί το πρόβλημα των υπολειμμάτων διαλύτη, η βιομηχανία έχει υιοθετήσει τεχνολογία πολυσταδιακής ξήρανσης με ζεστό αέρα και αφαίρεσης υπό κενό, ώστε να μειωθεί το περιεχόμενο των υπολειμμάτων διαλύτη σε λιγότερο από 0,1%, εξασφαλίζοντας αποτελεσματικά την αντοχή του προϊόντος.

2. Σημεία ελέγχου βασικών διεργασιών: οι τέσσερις πυρήνες σύνδεσμοι που καθορίζουν την απόδοση

Η ποιότητα του προ-εμποτισμένου υλικού άνθρακα εξαρτάται από τον συνολικό έλεγχο της διαδικασίας, από τους οποίους τέσσερις σύνδεσμοι είναι ιδιαίτερα κρίσιμοι:

• Επεξεργασία επιφάνειας ίνας: Με τη χρήση διεργασιών όπως η οξείδωση και η επίστρωση με παράγοντες σύζευξης, βελτιώνεται η αντοχή συνάφειας στη διεπιφάνεια μεταξύ των ινών άνθρακα και της ρητίνης, με αποτέλεσμα αύξηση πάνω από 38% στην αντοχή αποφλοίωσης στη διεπιφάνεια και την επίλυση του προβλήματος της αποφλοίωσης που συχνά εμφανίζεται σε παραδοσιακά προϊόντα.
• Βελτιστοποίηση σύνθεσης ρητίνης: Προσαρμογή της σύνθεσης της ρητίνης ανάλογα με τις εφαρμογές, όπως η προσθήκη ενισχυτικών παραγόντων σε ρητίνες για αεροναυπηγικές εφαρμογές για βελτίωση της αντοχής σε κρούση, και η προσθήκη γεμιστικών χαμηλής διηλεκτρικής σταθεράς σε ηλεκτρονικές ρητίνες για βελτιστοποίηση της μετάδοσης σήματος, διασφαλίζοντας την αντιστοιχία των ιδιοτήτων της ρητίνης και της ίνας.
• Έλεγχος παραμέτρων εμποτισμού: Ρυθμίζοντας την ταχύτητα εμποτισμού (συνήθως ελεγχόμενη στα 5-15m/min), την πίεση (0,5-1,5MPa) και τη θερμοκρασία, διασφαλίζεται η ομοιόμορφη διείσδυση της ρητίνης σε κάθε ίνα άνθρακα, αποφεύγοντας σημεία αδυναμίας λόγω τοπικής έλλειψης κόλλησης.
• Ψύξη και τύλιξη: Το προεμποτισμένο υλικό πρέπει να υποστεί βαθμιαία ψύξη (από 80 ℃ έως θερμοκρασία δωματίου) για να αποφευχθεί η πρόωρη σκλήρυνση της ρητίνης· Η τάση τύλιξης ελέγχεται μεταξύ 50-100 N για να εξασφαλιστεί ότι το τελικό προϊόν είναι χωρίς ρυτίδες και οι ίνες είναι κανονικά διαταγμένες.

3. Τάση της Καινοτομίας Διαδικασίας: Τρεις Βασικές Κατευθύνσεις για την Προώθηση Αναβαθμίσεων Προϊόντων

Η βιομηχανία συνεχίζει να βελτιώνει την απόδοση και τη σχέση κόστους-απόδοσης του Προεμποτισμένου Άνθρακα μέσω καινοτομίας διαδικασίας:

• Αυτοματοποιημένη Γραμμή Παραγωγής: Χρήση συστήματος ελέγχου με υπολογιστική όραση για την παρακολούθηση της διάταξης των ινών και της κατανομής της ρητίνης σε πραγματικό χρόνο, με ποσοστό ανίχνευσης ελαττωμάτων 99,9%, που είναι 10 φορές πιο αποτελεσματικό από τον χειροκίνητο έλεγχο, εξασφαλίζοντας συνέπεια στην παραγωγή παρτίδων.
• Τεχνολογία πολλαπλών αξόνων τοποθέτησης: Ανάπτυξη μιας πολυαξονικής γραμμής παραγωγής προ-εμποτισμένου ανθρακονημάτων (prepreg) η οποία επιτρέπει το σύγχρονο εμπότισμα ινών σε πολλαπλές κατευθύνσεις, όπως 0°, 90°, ±45°, μειώνοντας τις επόμενες διεργασίες στοίβαξης και αυξάνοντας την αποδοτικότητα παραγωγής κατά 40%.
• Έρευνα και ανάπτυξη πράσινων διεργασιών: Προώθηση διεργασιών εμποτισμού χωρίς διαλύτες και της χρήσης βιο-εποξηρών ρητίνων για μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, ενώ αναπτύσσονται διεργασίες ανακύκλωσης για θερμοπλαστικά προϊόντα προκειμένου να εξυπηρετούνται οι ανάγκες πράσινης παραγωγής στο πλαίσιο του στόχου «διπλής αποκαρβονοποίησης».