Tarkkuus Hiilikuituputket, Plate ja Räätälöidyt Osat | Weihai Dushi

Ytimen luokitus: Tarkka luokittelu sovelluskohtaisten skenaarioiden ja tuotemuotojen perusteella

Hiilikuitutuotteilla on laaja valikoima kategorioita, jotka voidaan jakaa neljään pääkategoriaan sovellusalojen, tuotemuotojen ja pohjamateriaalien mukaan. Jokainen tuotetyyppi keskittyy eriytyneisiin tarpeisiin, ja toistuvuus pidetään tiukasti alle 50 %:n tasolla, saavuttaen monialaisen kattavuuden.

1. Sovellusalan mukaan: skenaariopohjainen segmentointi korkean tason valmistuskategorioissa

Sovellusala on hiilisyytätuotteiden keskeisin luokitusulottuvuus, ja eri alojen suoritusvaatimukset ovat synnyttäneet erikoistuneita tuotteita eri muodoissa. Näistä neljä suurinta alaa yhdessä edustavat yli 80 % markkinaosuudesta:

• Hiilisyytätuotteet ilmailulle ja avaruustekniikalle: Näillä tuotteilla on keskeiset vaatimukset "maksimaalinen suorituskyky + korkea luotettavuus", ja ne sisältävät pääasiassa lentokoneen runkorakenteita, siipipintoja, pyrstöpeitteitä, moottoripesänsuojia jne. Joidenkin huippuluokan tuotteiden käyttökohteisiin kuuluvat myös rakettirungot ja satelliittituet. Tuote on valmistettu korkeamoduluisesta hiilivalkomposiitista (yli 40T) ja korkeaa lämpötilaa kestävästä hartsiyhdisteestä, sen vetolujuus on yli 2800 MPa, ja siltä vaaditaan ilmailualan laatutodistus (kuten AS9100). Esimerkiksi Boeing 787 -lentokoneessa käytetään hiili­kuitu­tuo­tetta, jonka osuus rungon painosta on 50 %, mikä parantaa lentokoneen polttoaineen hyötysuhdetta 20 %:lla; SpaceX:n Falcon 9 -raketin rungossa käytetään hiilikuitu­komposiitti­kuorta, joka on 40 % kevyempi kuin alumiini­seos­kuori.
• Hiilikuitutuotteet uusiutuvan energian ajoneuvoihin: keskittyen "keveys + turvallisuus" -periaatteeseen, kattaa pääasiassa kehykset, akkupakettien peitteet, alustakomponentit, sisustustarvikkeet jne. Kehys on valmistettu 3K–12K hiilikuitulangotusta komposiittimateriaalista, jonka vääntöjäykkyys on yli 40 000 N·m/°, mikä tekee siitä 30–50 % kevyemmän perinteiseen teräskehitykseen verrattuna; Akkupakettiin kuuluva peitelevy on palonsammuttavaa hiilikuitua, jolla on sekä iskunkestävyys että tulenkestävyys, ja joka läpäisee turvallisuustestit, kuten neulanläpipistotestin ja puristustestin. Tesla ja NIO, kuten muutkin huippuluokan autonvalmistajat, käyttävät sitä laajasti, ja Model S Plaidin hiilikuitu takalaippa parantaa korkean nopeuden vakautta 15 %.
• Hiilikuitutuotteet urheiluvälineisiin: jossa "kevyt+korkea sitkeys" on ytimenä, kattaa golf mailat, kalastusputket, tennislyödät, hiihto, polkupyörän kehykset jne. Tämäntyyppiset tuotteet käyttävät usein 1K–3K:n ohuita hiilikuitukuituja, joilla on hieno rakenne ja tasapainoiset mekaaniset ominaisuudet, ja niitä voidaan optimoida suunnittelun kannalta urheilutilanteiden mukaan – esimerkiksi golf mailan varressa on yhdensuuntainen hiilikuituvahviste, joka lisää lyönnin räjähtävyyttä 10 %; kalastusputki käyttää gradienttista hiilikuitukerrosta, joka tasapainottaa lujuuden ja taipuisuuden ja kestää yli 10 kg:n vetovoiman kalassa.
• Teollisuuden ja infrastruktuurin hiilikuitutuotteet: sovitettu "kestävyyden+taloudellisuuden" tarpeisiin, mukaan lukien tuuliturbiinilaput, paineastiat, putkistot, rakennusten vahvistuslevyt, teollisuusrobottikäsivarret jne. Tuuliturbiinilaput on valmistettu suurista hiilikuitupinnoista (yli 48K) ja yhden 10 MW:n lapun pituus ylittää 80 metriä, painon vähentyessä 25 % lasikuitulappuja vastaavassa käytössä; Rakennusten vahvistuslevyssä käytetään hiilikuitukangasta ja epoksiharjaa komposiitina, mikä lisää vanhojen rakennusten kantavuutta yli 30 %:lla, ja rakentaminen on helppoa, jolloin rakentamisaika lyhenee 50 %:lla.

2. Tuotemuodon mukaan: täysi ketju peittäen perusprofiilit monimutkaisiin rakenteellisiin komponentteihin

Niiden muodostumismuodon mukaan hiilikuitutuotteet voidaan jakaa viiteen perusluokkaan, muodostaen täydellisen teollisuusketjun raaka-aineiden käsittelystä loppukäyttöön:

• Hiilikuitulevy: yksi perusprofiileista, jaettu kiinteisiin levyihin ja hunajakenolevyihin, joiden paksuusvaihtelu on 0,5 mm – 50 mm, ja joita voidaan räätälöidä eri kokoisiksi sekä erilaisilla pintatekstuureilla. Kiinteitä levyjä käytetään laitekoteloissa ja sisäpaneelien valmistuksessa; Hunajakenolevyt tunnetaan keveydestään ja korkeasta lujuudesta, niiden tiheys on vain 0,3 g/cm³, ja niitä käytetään ilmailun sisustuksissa sekä tuuliturbiinien siipien vatsalevyissä. Esimerkiksi lentoyhtiön matkustamon katto on valmistettu hiilikuituhunajakenolevyistä, jotka ovat 60 % kevyempiä kuin alumiiniseoslevyt.
• Hiilikuituputki: jaettu pyöreisiin, neliöputkiin ja epäsäännöllisiin putkiin, joiden halkaisijaväli on 3 mm – 500 mm, valmistettu kierrettyä tai puristusmenetelmällä. Pyöreitä putkia käytetään kalastussauvoihin, lipputankoihin ja telttojen tukirakenteisiin; neliöputkia käytetään polkupyörän kehissä ja laitteiden tukirakenteissa; epäsäännöllisiä putkia käytetään erityistilanteissa, kuten auton pakoputken eristysletkussa. Kierretyn hiilikuituputken kehälujuus on jopa 1500 MPa, mikä on huomattavasti parempi kuin teräsputkella.
• Hiilikuituiset muotirakenteiset komponentit: räätälöity monimutkaisia kaarevia pintoja tai erikoismuotoja varten, kuten lentokoneen moottorin suojapeitteet, auton oven sisälevyt, robottien nivelvarret jne. Tämän tyyppiset tuotteet on muovattava muoteissa, ja mittojen tarkkuusvirhe saa olla enintään ≤± 0,2 mm. Tuotteen suunnitteluun tarvitaan monisuuntainen hiilikuiturakenteen asettelu tasaisen voimansiirron varmistamiseksi. Esimerkiksi auton oven sisälevyssä käytettynä muotoiltujen hiilikuituosien avulla painoa voidaan vähentää 45 %, samalla kun iskunkestävyys paranee 30 %.
• Hiilikuitukangas-tuotteet: valmistettu hiilikuidusta valmistetusta kutomattomasta kankaasta perustuotteena, leikattu ja muovattu, kuten luodinsuoja-astiat, dekoratiivikankaat, suodatinmateriaalit jne. Luodinsuoja-astia on valmistettu 1K-kuituryhmästä kutomalla, ja sen luodinsuojataso voi saavuttaa NIJ III -tason; Dekoratiivikankaat valmistetaan kuviotekniikalla, kuten jalkapallo- ja timanttikuvioita, ja niitä käytetään korkealuokkaisten huonekalujen ja autojen sisustuksessa.
• Hiilikuituvalmiiprofiili: uudenlainen tuote, joka muodostuu komposiitista materiaaleista, kuten metalli ja keraaminen, esimerkiksi hiilikuitualumiiniseoksen putket ja hiilikuitukeraamiset jarrulevyt. Hiilikuitukeraamiset jarrulevyt säilyttävät vakion kitkakertoimen korkeissa lämpötiloissa ja niitä käytetään urheiluautojen ja lentokoneiden jarrujärjestelmissä. Niiden käyttöikä on viisi kertaa pidempi kuin metallijarrilevyillä.

3. Erilaisten komposiittijärjestelmien suorituskyvyn eriytetty mukauttaminen matriksityypin perusteella

Komposiittimatriksimateriaalin mukaan hiilikuitutuotteet voidaan jakaa kolmeen pääjärjestelmään eri suoritusvaatimusten täyttämiseksi:

• Resinipohjaiset hiilikuitutuotteet: suosituin kategoria, joka vastaa yli 85 %:sta, perustuu epoksiharjaan, fenolihartsiseen ja termoplastiseen harjaan. Epoxyhartsipohjaisilla tuotteilla on tasapainoiset mekaaniset ominaisuudet, ja niitä käytetään ilmailussa ja urheiluvälineissä; Fenolihartsipohjaisilla tuotteilla on erinomaiset palonsammutusominaisuudet, ja niitä käytetään rautatiekuljetuksissa ja palonsuojatuissa komponenteissa; Termoplastisesta harjasta valmistetut tuotteet ovat kierrätettäviä ja niitä käytetään autoteollisuudessa sekä elektronisten laitteiden koteloinneissa.
• Metallipohjaiset hiilikuitutuotteet: Komposiitti, jossa on metalleja, kuten alumiinia, titaania, kuparia jne., yhdistää hiilikuidun keveyden metallien sähkön- ja lämmönjohtavuuteen, ja sitä käytetään elektronisten laitteiden lämmönhajottimissa ja lentokoneiden johtavissa rakenteellisissa komponenteissa. Esimerkiksi hiilikuitualumiinikomposiitin valmistamat lämmönhajottimet parantavat lämmönhajaon tehokkuutta 40 % verrattuna pelkästään alumiinista valmistettuihin lämmönhajottimiin.
• Keramiikkapohjaiset hiilikuitutuotteet: Perustuen keraamisiin materiaaleihin, ne kestävät erinomaisesti korkeita lämpötiloja ja niitä voidaan käyttää pitkäaikaisesti yli 1000 ℃:n lämpötiloissa. Niitä käytetään lentokoneen moottorin turbiinisuihkuisiin ja teollisuuden uunien paneeleihin. Tämän tyyppiset tuotteet ovat kalliita ja niitä käytetään pääasiassa korkean tason korkealämpötila-sovelluksissa.

4. Mukautetut johdannaiskategoriat erityisskenaarioihin toiminnallisten ominaisuuksien perusteella

Vastauksena äärioikeisiin olosuhteisiin tai erityistarpeisiin hiilisäikeiset tuotteet ovat kehittäneet useita toiminnallisia alakategorioita, laajentaen sovellusalueitaan:

• Korkeaa lämpötilaa kestävät hiilisäikeiset tuotteet: valmistettu polyimidihaarasta tai keraamisesta matriisista, joiden pitkäaikainen käyttölämpötila on 150–1000 ℃ ja joiden mekaanisten ominaisuuksien säilyvyysaste on yli 85 % korkeissa lämpötiloissa; käytetään lentokoneen moottorin osissa ja teollisuuden uunien rakenteissa.
• Palonsammuttavat hiilisäikeiset tuotteet: käsitelty halogeenittomilla lievitettyjä palonsyttymisen estojen avulla, palonsuojelusuojaus saavuttaa UL94 V0-tason ja savun tiheys on alhainen poltettaessa. Niitä käytetään rautatiekaluston sisäosissa ja rakennusten palonsuojakomponenteissa.
• Johtavat hiilisäikeiset tuotteet: Hiilinanoputkia lisäämällä tai metallipohjaisia komposiitteja käyttämällä pintaresistanssi on ≤ 10⁴ Ω, käytetään sähkömagneettiseen suojaukseen ja staattista sähköä vastustavaan lattiaan.
• Syöpälakeutumiselle kestävät hiilisäikeiset tuotteet: haposta ja emäksistä kestäväksi muovattu resiinimatriisi, joka kestää meriveden ja kemiallisten aineiden aiheuttamaa korroosiota, käytetään merenalaisissa rakenteissa ja kemiallisissa putkistoissa.

Ydinetaisu: Kuusi ydinosaa teollisuuden arvon uudelleenmuotoiluun

Hiilifiberin tuotteet voivat olla korkean tason valmistuksen "ydinmateriaalikantaja" sen mekaanisten ominaisuuksien, keveysominaisuuksien, ympäristönsietokyvyn ja muiden edellytysten ansiosta, jotka yhdessä muodostavat heidän korvaamattoman markkijaikoansa.

1. Täydelliset keveys- ja lujuusedut

Hiili­kuidun tuotteiden keskeinen kilpailu­kyky perustuu keveyden ja korkean lujuuden tasapainoon. Sen tiheys on vain 1,7–2,0 g/cm³, mikä on 1/4–1/5 teräksen tiheydestä ja 2/3 alumiini­seoksen tiheydestä. Veto­lujuus voi saavuttaa 1500–3000 MPa, mikä on 5–10 kertaa suurempi kuin teräksellä, ja sen ominaislujuus (lujuus/tiheys) ylittää selvästi perinteisten materiaalien vastaavat arvot. Ilmailu- ja avaruusteollisuudessa hiili­kuitu­tuhotteita käyttämällä lentokoneen painoa voidaan vähentää 30–50 % ja polttoaineen hyötysuhdetta parantaa 15–20 %. Boeing 787 -lentokone säästää hiili­kuitu­tuhotteiden laajamittaisen käytön ansiosta noin 12 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria polttoaine­kuluissa konekohtaisesti vuodessa; Autoteollisuudessa hiili­kuitu­runko vähentää ajoneuvon kokonaispainoa 40 %, lyhentää kiihdytystä 0–100 km/h noin 1–2 sekuntia ja vähentää polttoaineen kulutusta yli 15 %; Tuuli­voima­alalla 10 MW:n tuuli­voimalan lapoihin asennetut hiili­kuitu­tuhotteet vähentävät painoa 25 % ja lisäävät sähköntuotannon tehokkuutta 5–8 %.

2. Erinomainen väsymisvastus ja kestävyys

Hiilikuitutuotteilla on erinomainen väsymisvastus, ja niiden väsymislujuuden säilyvyys on 85–90 % dynaamisissa kuormitussykliin, mikä on huomattavasti korkeampi kuin teräksellä (50–60 %). Tuulivoiman alalla tuuliturbiinien siivekkeiden on kestettävä tuulikuormitussyklejä yli 20 vuoden ajan. Hiilikuitutuotteiden käytöllä väsymispetostahdon voidaan vähentää 70 %. Ilmailualalla lentokoneen rungon osien on kestettävä värähtelykuormia kymmenistätuhansista lähtöistä ja laskeutumisista, ja hiilikuidun väsymisvastus voi pidentää komponenttien käyttöikää yli 25 vuoteen. Lisäksi hiilikuitutuotteilla on erinomainen säänsitkeytyminen, ja niiden käyttöikä voi ulottua jopa 15–20 vuoteen ulkoisissa olosuhteissa, kuten auringonvalossa, kosteudessa ja suolaisessa ilmassa, mikä on yli 50 % pidempi kuin perinteisillä metallimateriaaleilla. Merellisten laittojen hiilikuituputkien käytöllä voidaan välttää usein toistuvat vaihdot meriveden aiheuttaman korroosion vuoksi, ja huoltokustannuksia voidaan vähentää 60 %.

3. Erittäin joustava suunnittelu ja räätälöintimahdollisuudet

Hiilikuitutuotteilla voidaan saavuttaa mukautettu suunnittelu kaikissa mitoissa, mikä sopeutuu eri skenaarioiden mukaisiin henkilökohtaisiin tarpeisiin. Muodon osalta kaikki monimutkaiset muodot voidaan valmistaa muotien avulla, yksinkertaisista levyistä ja putkista aina lentokoneen moottorinpyörähdyksiin asti, ja kaikki täsmällisellä mittojen tarkkuudella, jossa virhe on ≤±0,2 mm. Suorituskyvyn osalta lujuutta, sitkeyttä, lämpötilankestävyyttä ja muita ominaisuuksia voidaan optimoida säätämällä hiilikuitupinon koon (1K–60K), kerroksen suunnan (0°, 90°, ±45°), matriisityypin ja muiden parametrien avulla. Esimerkiksi golf-hakapää saavuttaa tasapainon "korkea kärkivahvuus + korkea peränsitkeys" gradienttikerrosrakenteella; Ulkonäön osalta erilaisia pintakuvioita ja värejä voidaan luoda kutomismenetelmillä ja pinnoitteilla, kuten käytettäessä jacquard-hiilikuituisia koristelevyjä auton sisustuksessa tuotteen korkealaatuisen tunnelman parantamiseksi.

4. Erinomainen prosessisovitus ja muottitehokkuus

Hiilikuitutuotteet ovat yhteensopivia useiden muovausmenetelmien kanssa, ja niillä voidaan vastata erilaisten tarpeiden mukaan yhden kappaleen räätälöinnistä massatuotantoon. Standardoituja tuotteita, kuten levyjä ja putkia, voidaan valmistaa suurissa määrissä esimerkiksi puristus- ja kierittelymenetelmillä. Puristusnopeus voi saavuttaa 5–10 m/min, ja yhden tuotantolinjan päivittäinen tuotanto voi ylittää 1000 metriä; monimutkaisen muotoisia osia (kuten lentokoneiden rakenteellisia komponentteja ja auton ovia) varten voidaan käyttää kuumanpuristusastioita ja muovausmenetelmiä, joiden muovausjakso on vain 20–60 minuuttia, mikä sopii autoteollisuuden nopeaan tuotantotempoön; pieniä eräkohtaisia räätälöityjä osia (kuten korkealuokkaisia urheiluvälineitä) varten voidaan käyttää tyhjiöpussimuovausmenetelmää, joka on edullisempi ja tarjoaa vakion laadun. Lisäksi hiilikuitutuotteiden käsittelyssä syntyy vain 5–8 %:n jätemäärä, mikä on huomattavasti alhaisempi kuin perinteisen metallinkäsittelyn 15–20 %, mikä vähentää materiaalihukkaa merkittävästi.

5. Monipuolinen toiminnallinen laajennettavuus

Perusmekaanisten ominaisuuksien lisäksi hiilikuitutuotteet voivat saavuttaa monia toiminnallisia ominaisuuksia ja laajentaa sovellusalueita komposiittimuokkauksen kautta. Sähkömagneettisen suojauksen osalta johtavat hiilikuitutuotteet voivat estää yli 99 % sähkömagneettisesta säteilystä, ja niitä käytetään sotilasvarusteissa ja 5G-antennikoteloiden valmistuksessa; Lämmönjohtavuuden ja lämmönhajotuksen osalta hiilikuitu-metallikomposiittituotteiden lämmönjohtavuuskerroin voi olla jopa 150 W/(m · K), ja niitä käytetään elektronisten laitteiden prosessorin jäähdytyslevyinä; Värähtelyn vaimennuksen osalta hiilikuitutuotteiden värähtelyn vaimennusnopeus on yli 10-kertainen teräkseen verrattuna, mikä voi vähentää ajoneuvon alustan ja teollisten työstökoneiden kohinaa ja kulumista; Röntgensäteiden läpäisevyyden osalta hiilikuitutuotteita voidaan käyttää lääketieteellisten laitteiden säteilynsuojauksessa, tarjoamalla tasapainoa suojauksen ja keveyden välillä.

6. Kustannused pitkällä täyden elinkaaren aikana

Vaikka hiilikuitutuotteiden alustava hankintakustannus on suhteellisen korkea (noin 10–20 kertaa teräksen verrattuna), koko elinkaaren kustannusedut ovat merkittäviä. Rautakaluston alalla hiilikuituiset vaunukomponentit voivat vähentää yhden vaunun painoa yli 250 kg:lla, säästää noin 42 000 kWh sähköä junaa kohti vuodessa ja vähentää kokonaiskustannuksia 30 % kymmenen vuoden elinkaaren aikana; Teollisuuden laitteiden alalla hiilikuitutuotteiden korroosionkesto voi pidentää huoltoväliä vuodesta viiteen vuoteen, vähentää laitteiston seisokkiajan huoltojen yhteydessä 40 %:sti ja lisätä tuotantotehokkuutta 15 %:sti; Ilmailualalla hiilikuidun keventäminen voi vähentää polttoaineenkulutusta ja kuljetuskustannuksia. Boeing 787 -lentokone pystyy palauttamaan materiaalin ylimääräiset kustannukset viiden vuoden sisällä painon vähentymisen aiheuttamien polttoainesäästöjen ansiosta. Lisäksi termoplastiset hiilikuitutuotteet voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen, ja kierrätetyillä materiaaleilla on yli 70 %:n suorituskyvyn säilyvyys, mikä edelleen vähentää raaka-ainekustannuksia.

Prosessin myyntiargumentti: tarkka hallinta ja arvon lisääminen raaka-aineista valmiisiin tuotteisiin

Hiilikuitutuotteiden erinomaisuus perustuu tarkkoihin valmistusprosesseihin ja koko prosessin laadunvalvontaan. Sen prosessijärjestelmä takaa ei ainoastaan tuotteen johdonmukaisuuden, vaan saavuttaa myös optimoidun tasapainon suorituskyvyn ja kustannusten välillä, mikä muodostaa ydinosaamisen kategorian kilpailukyvylle.

1. Ydinformaatioprosessi: monipuolinen teknologiajärjestelmä, joka sopeutuu kaikkiin kategorioihin

Hiilikuitutuotteiden formaatioprosessi valitaan joustavasti tuotteen muodon ja suorituskykyvaatimusten mukaan, ja neljä päämenetelmää kattaa yli 90 % tuotekategorioista:

• Puristusmuovausprosessi: käytetään pääasiassa lineaaristen profiilien, kuten levyjen ja putkien, valmistukseen. Hiilikuituvilla/kangas vedetään jatkuvasti impregnoitavaksi reservoiraasiin vetolaitteen avulla, jonka jälkeen se kovettuu muotoonsa lämmittämällä muottia. Tämä prosessi on erittäin tehokas tuotannossa, rivin nopeus on 5–15 m/min ja tuotteen suorituskyky on yhtenäinen. Resinapitoisuuden säätötarkkuus saavuttaa ± 1 %, mikä tekee siitä soveltuvan suurmassatuotantoon. Esimerkiksi hiilikuituputkien tuotantolinjalla yhden linjan päivittäinen tuotanto voi saavuttaa 2000 metriä, ja tuotteen suoruusvirhe on ≤ 0,5 mm/m.
• Kierrosmuovausprosessi: käytetään lieriömaisten tai pyörivien tuotteiden (kuten paineastioiden, putkistojen, rakettikuorten) valmistukseen. Kuitulujitemuovia kierretään ydimmuotin ympärille tiettyyn kulmaan kierrettävällä koneella ja lämmitetään sen jälkeen ja kovetetaan. Kierroksen kulmaa voidaan säätää tarkasti (0 ° -90 °), mikä mahdollistaa tuotteen optimaalisen lujuusjakauman sekä aksiaali- että kehän suunnissa. Esimerkiksi spiraalikierrosten teknologiaa käyttämällä korkeapaineisten kaasupullojen räjähdyspaine voi saavuttaa yli 80 MPa, mikä on huomattavasti korkeampi kuin perinteisillä metallikaasupulloilla.
• Puristusmuovausmenetelmä: sopii monimutkaisesti muotoiltuihin osiin (kuten auton sisäosat ja urheiluvälineet), hiilikuitupreimpregnaatti asetetaan muottiin kerrostarpeen mukaan ja kovetetaan lämmittämällä (120–180 ℃) ja puristamalla (0,5–1,5 MPa). Tämän prosessin mittojen tarkkuus on korkea, virhe ≤± 0,2 mm, ja se soveltuu massatuotantoon. Yhden tuotekerran kesto on 20–60 minuuttia, ja Teslan hiilikuituinen peräsin valmistetaan tällä menetelmällä.
• Kuumapuristusmuovausprosessi: Käytetään korkealaatuisiin lentokoneiden rakenteellisiin osiin (kuten siipiin ja rungon ulkokalvoihin), joissa hiilikuitupreimpregnaattikerrokset sijoitetaan kuumapuristintankkiin ja kovetetaan korkeassa lämpötilassa ja paineessa (lämpötila 150–200 ℃, paine 0,8–1,2 MPa). Tämä prosessi varmistaa, että hartsi tunkeutuu täysin kuituihin, tuotteen sisäisten vikojen määrä on alle 0,3 %, ja mekaaniset ominaisuudet ovat stabiilit. Boeingin ja Airbussen pääasialliset lentokonemallit käyttävät tätä prosessia ydinerarakomponenttien valmistuksessa.

2. Avaintoimintokohdat: viisi ydinkytkentää, jotka määräävät tuotteen suorituskyvyn

Hiilikuitutuotteiden laadun vakaus johtuu koko tuotantoprosessin tarkasta hallinnasta, jossa viisi keskeistä vaihetta määrää suoraan tuotteen lopullisen suorituskyvyn:

• Hiilikuituraaka-aineen valinta: Valitaan sopivat hiilikuitukuitujen koot ja moduuliluokat tuotteen suorituskyvyn vaatimusten perusteella. Lentokone- ja avaruusteollisuuden tuotteisiin käytetään vähintään 40T:n korkeamoduksisia pieniä kuituja (1K–6K), ja teollisuuskäyttöön soveltuvia tuotteita varten valitaan enintään 24T:n alhaisemman moduksen suuria kuituja (48K tai enemmän); samalla hiilikuiden lujuus, moduuli, hiilipitoisuus ja muut indikaattorit testataan tiukasti, eikä kelvottomia raaka-aineita sallita otettavan tuotantoon.
• Esikyllästetyn materiaalin valmistuksen ohjaus: Päällystetyn materiaalin hartsisisältö ja yhdenmukaisuus vaikuttavat suoraan tuotteen suorituskykyyn. Kun sitä valmistetaan kuuman sulatuksen tai liuotuspäällystysmenetelmillä, hartsisisältö säädellään 30–50 %:iin virhemarginaalilla ±1 %; käytetään tietokoneohjattua päällystyslaitteistoa varmistaakseen jokaisen hiilikuidun tasaisen hartsipeitteen ja välttääkseen heikot kohdat, joita voi aiheutua paikallisesta liiman puutteesta.
• Kerrostussuunnittelu ja toteutus: Tuotteen rasituksen analyysin perusteella tehdään kerrostussuunnittelu määrittämällä kuitusuunta, kerrosten määrä ja järjestys. Esimerkiksi kantava rakenne käyttää 0°/90° vaihtelevia kerroksia, ja iskunkestävä rakenne käyttää ±45° kerroksia; kerrostusprosessissa käytetään automaattista langan asettelukonetta, jonka tarkkuus on ±0,1 mm, estämällä näin kuidun epätarkkuudet, jotka voivat johtua manuaalisesta kerrostuksesta.
• Tarkan kovetusparametrien hallinta: Aseta kovetuslämpötila, -paine ja -aika hartsi tyypin mukaan. Termosetuovia hartseja käytettäessä on säädettävä lämmitysnopeutta (2–5 ℃/min), jotta vältetään nopea lämmitys ja ilmakuplien muodostuminen; seurataan kovutusastetta differentiaalilämpöanalysaattorilla (DSC) reaaliaikaisesti varmistaakseen, että hartsit kovettuvat täysin ilman liiallista kovettumista.
• Jälkikäsittely ja laaduntarkastus: Kovettunut tuote on käsiteltävä jälkikäsittelyssä, kuten reunustuksessa ja hiomisessa, jotta varmistetaan mittojen tarkkuus ja pinnan sileys; jokainen erä on testattava mekaanisilta ominaisuuksilta, kuten vetolujuudelta, taivutuslujuudelta ja iskunkestävyydeltä. Ei-tuhoavia testausmenetelmiä, kuten ultraäänitestauksia ja röntgentestauksia, käytetään sisäisten vikojen tunnistamiseen, ja vikojen havaitsemisaste on 99,9 %.

3. Prosessi-innovaation suunta: Kolme pääsuuntaa luokan päivityksen edistämiseksi

Ala jatkaa hiilisäikeisten tuotteiden suorituskyvyn ja kustannustehokkuuden parantamista prosessi-innovaatioiden kautta, ja kolme merkittävää innovaatioalue ohjaa luokan kehitystä:

• Automaatio ja älykäs tuotanto: Teollisuusrobottien, tekoälypohjaisen näköjärjestelmän ja digitaalisen kaksin tekniikan käyttöönotto mahdollistaa kaikkien vaiheiden automatisoinnin raaka-aineiden seulonnasta kerrostukseen, kovettamiseen ja tarkastukseen asti. Esimerkiksi automaattisen langanlaittajakoneen langanlaittonopeus on 10-kertainen manuaaliseen työhön verrattuna, ja tekoälyjärjestelmä pystyy tunnistamaan puutteet, kuten säikeiden epätasaisen asettelun tai liimen puuttumisen, reaaliaikaisesti, mikä vähentää tuotteen tasalaatuisuusvirhettä ± 0,1 mm:ään.
• Kustannustehokkaan prosessin tutkimus ja kehitys: Kehitettiin suurten kuitumäärän hiilikuitumuovausmenetelmää, liuottimaton esikyllästysprosessi ja nopeasti kovettuva hartsa, joiden avulla tuotantokustannuksia voidaan vähentää. Suuren kuitumäärän hiilikuidun hinta on vain kolmasosasta viidesosaan pienemmän kuitumäärän hiilikuidun hinnasta, ja suurella kuitumäärällä tuotettujen tuuliturbiinien siivenkustannukset laskevat 40 %:iin; Nopeasti kovettuva hartsa lyhentää muottausjaksoa alle 10 minuuttiin, mikä parantaa tuotantotehokkuutta.
• Vihreän kierrätysprosessin käyttö: Edistetään termoplastisten hiilikuitutuotteiden kierrätystä ja uudelleenkäyttöä, saavutetaan raaka-aineiden kierrätys sulattamalla ja uudelleenmuotoilemalla, ja saavutetaan yli 80 %:n kierrätysaste; kehitetään biojalosteisen hartsan ja hiilikuidun komposiittiprosessia, vähennetään riippuvuutta öljypohjaisista raaka-aineista ja vähennetään VOC-päästöjä yli 90 %, mikä vastaa vihreän valmistuksen trendiä.