A-9 erittäin ohut hiilikuituprepreg

Erittäin ohut hiilikuituprekimpä: innovatiivinen ratkaisu kevytvalmisteisten komposiittimateriaalien saralla

Ilmailussa, korkean tason laitteissa ja uusiutuvan energian ajoneuvoissa, joissa vaaditaan tiukkoja materiaalivaatimuksia, keveys ja korkea lujuus ovat aina olleet keskeisiä tavoitteita. Erityisesti komposiittimateriaalien alalla innovatiivinen tuote, erittäin ohut hiilikuituprimäri, tarjoaa ydinetuja 'äärimmäisessä keveydessä ja ohuudessa', rikkoo perinteisten primärien paino-, paksuus- ja suorituskykyrajojen tasapainon ja avaa uusia mahdollisuuksia tarkkoihin rakenteellisiin komponenttien valmistukseen. Tähän kuuluvat tuotteet, kuten 10 gramman hiilikuituprimäri ja 15 gramman hiilikuituprimäri, jotka yhdistävät yhdensuuntaisen hiilikuituprimärin rakennetyypin ja 24T yhdensuuntaisen hiilikuituprimärin korkean lujuuden edun, ovat nykyisin kevytrakennemateriaalimarkkinoiden keskiössä

Ydinetu: hiilikuituprimärin suorituskykyrajat uudelleen määriteltynä

1. Täydelliset kevyt- ja erittäin ohuet ominaisuudet, jotka rikkovat perinteisten materiaalien rajoitteet

Erittäin ohut hiilikuitupreimpregnaatti tunnetaan ydinosana "alhainen kuitupaino pinta-alayksikköä kohti". Tällä hetkellä se saavuttaa vähimmäispainon 10 grammaa neliömetriä kohti. Resinipitoisuudella 50 % preimpregnaatin kokonaispaino on vain 20 grammaa neliömetriä kohti, mikä on huomattavasti alhaisempi kuin tavallisen hiilikuitupreimpregnaatin paino. Paksuuden osalta tuotteen paksuus on vähentynyt yli 30 % verrattuna tavalliseen preimpregnaattiin alhaisen kuidun pintatiheyden ja optimoidun resiniin tunkeutumisprosessin ansiosta, mikä tekee siitä helppokäyttöisen ratkaisun tiukkoja tilakokoja vaativiin sovelluksiin, kuten ohutseinäisiin rakenteisiin ja tarkkuuselektronisten komponenttien koteihin.

Ottaen esimerkiksi 10 gramman ja 15 gramman hiilikuitupreimpregnaatit, molemmat säilyttävät erittäin ohuen rakenteensa: 10 gramman malli keskittyy 'ehdottomaan keveyspainotukseen' ja soveltuu painoarviosta riippuvaisiin ilmailuteollisuuden sisäosia, dronien rungoksi jne.; 15 gramman malli tasapainottaa rakenteellisen vakauden ja kevytrakenteen suunnittelun ja soveltuu uusien energialähteiden ajoneuvojen akkupakkausten kansiin, huippuluokan urheiluvälineiden kehyksiin jne., täyttäen eri skenaarioiden tarpeet 'kevyt mutta ei heikko' käytölle. Samalla tuote noudattaa tiukasti erittäin ohuen hiilikuitupreimpregnaatin tiheyden vähintään 5 %:n standardia, varmistaen kuidun ja hartsin tasaisen jakautumisen samalla kun se on kevyt, estäen suorituskykyvaihtelut, jotka johtuvat riittämättömästä tiheydestä.

2. Yksisuuntainen rakennearkkitehtuuri parantaa suorituskykyä saavuttaen 24T-tason lujuuden

Yksisuuntaisen hiilikuitupreimpregnaatin perheen keskeisenä tuotteena tämä erittäin ohut preimpregnaatti hyödyntää kuitujen yksisuuntaista järjestystä, jonka kuitusuuntainen johdonmukaisuus on yli 99 %, mikä mahdollistaa hiilikuidun aksiaalisten mekaanisten ominaisuuksien maksimoimisen. Erityisesti 24T-yksisuuntainen hiilikuitupreimpregnaatti hyödyntää täysin vetolujuusluokkaa 24T edustavaa lujuusetuaan. Tämä malli osoittaa erinomaisia suorituskykyjä perusmekaanisissa testeissä kuitujen kutomusteknologian ja hartsiyhdistelmän optimoinnin ansiosta: verrattuna tavalliseen yksisuuntaiseen hiilikuitupreimpregnaattiin sen 0 °:n vetolujuus on parantunut 50 % ja 0 °:n vetokimmokerroin 16 %.

Tämä suorituskyvyn läpimurto tarkoittaa, että samalla rakennesuunnittelulla valmistetut komponentit, jotka on tehty 24T yksisuuntaisesta hiilikuitupreimpregnaatista, kestävät suurempaa aksiaalista vetoa ja kuormaa samalla kun materiaalin käyttö vähenee; lisäksi matalan tiheyden mallit, kuten 10 grammaa ja 15 grammaa, voivat saavuttaa läpimurron vaatimuksissa "korkea lujuus + keveys". Esimerkiksi ilmailu- ja avaruusteollisuudessa niillä valmistetut satelliittien kannattimet voivat vähentää omaa painoaan 15–20 %, taataen samalla rakenteellisen vakauden kiertoradalla toimiessaan ja vähentäen laukaisukustannuksia.

3. Merkittävä halkeamisvastus ja pidempi käyttöikä komposiittimateriaaleissa

Ohennus on toinen keskeinen ominaisuus tällä erittäin ohuessa hiilikuituprimissä, mikä suoraan johtaa komposiittimateriaalien halkeamisvastuksen merkittävään parantumiseen. Perinteinen tavallinen primis on muovausprosessin aikana resiinin kutistumisen ja jännityskeskittymien vuoksi altis sisäisille mikrohalkeamille sen suuren paksuuden vuoksi. Kun halkeamat kerran syntyvät, ne voivat helposti levitä nopeasti paksussa kerroksessa, mikä lopulta heikentää osan käyttöikää; Erittäin ohut primis on suunniteltu ohuella kerrospaksuudella, jolloin materiaalin paksuus säädellään mikrometrin tarkkuudella, jolloin kuidun ja resiinin välinen rajapinta on tiukempi ja jännityksen jakautuminen yhtenäisempi.

Todelliset testit ovat osoittaneet, että tällä erittäin ohuella esikyllästeellä valmistetun komposiittimateriaalin halkeaman aloitusvastus on yli 40 % parempi verrattuna tavallisiin esikyllästekomposiittimateriaaleihin, ja sillä on merkittävämpi suorituskykyetulyönti halkeamien etenemisen estämisessä. Kun materiaaliin kohdistuu ulkoinen isku ja siinä syntyy pieniä halkeamia, erittäin ohut kerrosrakenne voi tehokkaasti estää halkeaman syvenemistä. Samanaikaisesti muovin ja kuitujen synergia vaikuttaa siten, että osa iskun energiasta absorboituu, mikä estää halkeaman edelleen leviämisen. Tämä etu tekee siitä erittäin arvokasta osissa, kuten tuuliturbiinien siiveissä ja korkeapaineisten kaasusäiliöiden rakenteissa, jotka kestävät pitkään dynaamisia kuormituksia, ja se pidentää huomattavasti tuotteen huoltovälejä ja käyttöikää.

4. Suuri suunnittelujoustavuus ja alhainen toistuvuus räätälöityjen tarpeiden täyttämiseksi

Verrattuna tavallisten esikyllästettyjen tuotteiden tuotannon standardoituun rajoittuneisuuteen ja rajallisiin sopeutumismahdollisuuksiin, tämä erittäin ohut hiilikuituesikylläste tarjoaa paremmat suunnittelumahdollisuudet. Toisaalta tuote kattaa erilaisia kuitupainoja neliömetriä kohti, kuten 10 grammaa ja 15 grammaa, ja sitä yhdistetään eri lujuusluokan yhdensuuntaisiin hiilikuituihin, kuten 24T. Pehmitepitoisuus (50 %:n vertailuarvo, jota voidaan mukauttaa ±5 %:n vaihteluvälillä) ja kuidun suunta (tukee yhdensuuntaista, kaksisuuntaista ja muita järjestelyjä) voidaan säätää asiakkaan tarpeiden mukaan, mikä mahdollistaa sopeutumisen monenlaisiin valmistustarpeisiin tarkkoihin elektronisiin komponentteihin asti suuriin rakenteellisiin osiin; Toisaalta tuote noudattaa tiukasti vaatimusta, jonka mukaan saman ryhmän tuotteiden samankaltaisuus ei saa ylittää 70 %. Eri prosessiparametrien ja kaavasuunnittelun avulla vältetään homogeeninen kilpailu vastaavien tuotteiden kanssa ja asiakkaille tarjotaan ainutlaatuisempia materiaaliratkaisuja.

Esimerkiksi korkean tason lääketekniikan alalla asiakkaat tarvitsevat kevytmutkaisia, korkean lujuisten ja biologisesti yhteensopivien rakennekomponenttien räätälöintiä leikkausrobottikäsivarsille. Tämä erittäin ohut hiilisika-priorisaattori voi tarjota yksisuuntaisen mallin, jonka pintatiheys on 15 grammaa/neliömetri ja 24T-lujuus, yhdessä lääkintäluokan hartsin kanssa, täyttääkseen räätälöityjen vaatimusten "kevyt paino, riittävä jäykkyys ja haitallisten aineiden vapautumattomuus"; Uusiutuvan energian ajoneuvojen alalla vastatakseen akkupakettien kevennystarpeeseen, 10 grammaa neliömetriä kohti painavat erittäin ohuet mallit voidaan yhdistää metallipohjaisiin materiaaleihin vähentääkseen akkupakettien painoa samalla kun parannetaan niiden iskunkestävyyttä halkeamiskestävyyden kautta, varmistaen ajoturvallisuuden.

5. Vahva prosessisoveltuvuus ja yhteensopivuus pääasiallisten komposiittimateriaalien muovausmenetelmien kanssa

Huolimatta huomattavista suorituskykyetuuksistaan tämä erittäin ohut hiilikuitupreimpregnaatti säilyttää erinomaisen prosessisoveltuvuuden ja on yhteensopiva pääasiallisten komposiittimateriaalien valmistusprosessien, kuten kuuman puristuksen, puristusmuovauksen ja automaattisen langanlaittomen kanssa ilman, että asiakkaiden tarvitsee muuttaa tuotantolaitteita. Kuuman puristuksen aikana erittäin ohut kerrosrakenne nopeuttaa hartsivirtausta ja ilman poistamista, vähentää jäljelle jääviä kuplia ja parantaa komposiittimateriaalien muovauslaatua; Automaattisessa langanlaittossa matala pintatiheys tekee preimpregnaatista helpommin kiinnittyvän monimutkaisille kaareville pinnoille, vähentäen kerrosten rypleilyn riskiä, mikä tekee siitä erityisen soveltuva lentokonealan monimutkaisten rakenteellisten komponenttien automatisoituun tuotantoon.

Samalla tuotteen säilytys ja käytettävyys on myös optimoitu – käyttämällä tyhjiöpakkauksia sitä voidaan säilyttää yli 6 kuukautta -18 ℃:ssa, eikä poistamisen jälkeen tarvita pitkää uudelleenkuumennusta, mikä vähentää tuotannon odotusaikaa; verrattuna tavalliseen esinäytepohjaan sen kuidut eivät leikatessa helposti sutioidu tai kerrostu, mikä voi vähentää hukkaprosenttia ja hallita entisestään tuotantokustannuksia.