Preimpregnato A-11 a cura a bassa temperatura

Preimpregnato in fibra di carbonio curato a bassa temperatura: una soluzione di stampaggio efficiente per i settori dell'energia nuova e del trasporto su rotaia

Il bilanciamento tra "stampaggio efficiente" e "prestazioni stabili" è sempre stata una sfida nella produzione di componenti strutturali compositi su larga scala nei settori dei veicoli a nuova energia, dell'energia eolica, delle ferrovie ad alta velocità e altri. Il nostro prepreg in fibra di carbonio curato a bassa temperatura si basa su due serie di temperature di cura, 80 ℃ e 90 ℃, coprendo due forme di prepreg: unidirezionale in fibra di carbonio e tessuto in fibra di carbonio. Grazie all'eccellente bagnabilità, flessibilità e alte proprietà meccaniche, è compatibile sia con processi di stampaggio a caldo che senza pressa a caldo. Offre scelte di materiali a basso consumo energetico, ad alta efficienza e qualità elevata per componenti strutturali di grandi dimensioni come coperchi di batterie per veicoli a nuova energia, pale di turbine eoliche e parti della carrozzeria ferroviaria ad alta velocità, superando i limiti del tradizionale prepreg curato ad alta temperatura in termini di costo di stampaggio e adattabilità del processo.

Vantaggio principale: Triplice avanzamento in termini di basso consumo energetico nella stampatura, elevata adattabilità e prestazioni stabili

1. Polimerizzazione a bassa temperatura a 80 ℃/90 ℃ riduce significativamente il consumo energetico e i costi di produzione

Rispetto al prepreg tradizionale in fibra di carbonio con temperature di polimerizzazione superiori a 120 ℃, le due serie principali di questo prodotto (serie a 80 ℃ e serie a 90 ℃) riducono fondamentalmente il consumo energetico durante il processo di stampaggio. Prendendo come esempio la produzione dei coperchi dei pacchi batteria per veicoli a energia nuova, quando si utilizza la serie a 80 ℃, il consumo energetico per singolo ciclo di stampaggio è ridotto di oltre il 40% rispetto al tradizionale prepreg ad alta temperatura; sebbene la serie a 90 ℃ presenti un consumo energetico leggermente superiore, essa è compatibile con un numero maggiore di sistemi di resina, soddisfacendo così requisiti meccanici più elevati per pale eoliche e componenti strutturali per treni ad alta velocità.

La polimerizzazione a bassa temperatura riduce non solo i costi di consumo energetico, ma anche l'usura delle attrezzature e i rischi di produzione. Da un lato, un ambiente a bassa temperatura può estendere la vita utile delle apparecchiature di riscaldamento (ad esempio autoclavi e macchine per la stampatura) e ridurre i costi di manutenzione delle attrezzature aziendali; dall'altro lato, evita la deformazione termica dei materiali causata da alte temperature, risultando particolarmente adatto a componenti strutturali di grandi dimensioni come le pale delle turbine eoliche lunghe oltre 10 metri. La polimerizzazione a bassa temperatura può ridurre le sollecitazioni termiche in aree diverse, diminuire la probabilità di crepe e deformazioni nei pezzi formati e, allo stesso tempo, il processo a bassa temperatura non richiede lunghi tempi di preriscaldamento, accorciando del 25% il ciclo produttivo di un singolo lotto, adattandosi così al ritmo produttivo di "scala e consegna rapida" nei settori dei veicoli elettrici e dell'energia eolica.

2. Copertura del prodotto multi-forma, adattata ai requisiti prestazionali di diversi componenti strutturali

La famiglia di prodotti include prepreg in fibra di carbonio unidirezionale e tessuto in fibra di carbonio prepreg, selezionabili in modo flessibile in base alle caratteristiche di sollecitazione e ai requisiti di formatura dei componenti strutturali in diversi settori, realizzando il vantaggio progettuale della "corrispondenza su richiesta".

Preimpregnato in fibra di carbonio unidirezionale: adotta un allineamento unidirezionale in fibra di carbonio ad alta rettilineità, con una coerenza della direzione della fibra superiore al 99,5% e ottime proprietà meccaniche assiali. Adatto per componenti strutturali destinati a sopportare carichi unidirezionali, come la trave portante del coperchio del pacco batteria dei veicoli a nuova energia, la trave principale delle pale delle turbine eoliche e i componenti di supporto longitudinali dei corpi ferroviari ad alta velocità. La sua densità è rigorosamente controllata e non inferiore al 5%, per garantire una distribuzione uniforme della fibra. La resistenza a trazione a 0° può raggiungere oltre 1700 MPa e il modulo di trazione a 0° supera i 115 GPa, soddisfacendo così i requisiti fondamentali di "leggerezza + alta resistenza" per componenti strutturali di grandi dimensioni.

Tessuto preimpregnato in fibra di carbonio: basato su tessuti a telaia e saia, presenta eccellenti proprietà isotrope nel piano e una maggiore resistenza all'impatto e al taglio. Adatto per componenti con forme complesse e che richiedono forze multidirezionali, come paracolpi per veicoli a energia nuova, radici di pale per turbine eoliche e telai interni per treni ad alta velocità. La struttura del tessuto migliora la flessibilità del materiale preimpregnato, consentendo un'aderenza stretta alle superfici degli stampi complessi. Dopo la formatura, la levigatezza superficiale dei componenti è elevata, senza necessità di ulteriori trattamenti di lucidatura, riducendo ulteriormente i costi del processo produttivo.

Le due forme di preimpregnato possono essere utilizzate separatamente o combinate tra loro per la stratificazione. Ad esempio, le pale delle turbine eoliche possono adottare una configurazione del tipo "preimpregnato unidirezionale (trave principale) + preimpregnato in tessuto (radice della pala)", bilanciando resistenza assiale e resistenza al taglio nella radice, sfruttando appieno i vantaggi delle diverse forme di prodotto.

3. Eccellente bagnabilità e conformità garantiscono la qualità della formatura di grandi componenti strutturali

Questo prepreg in fibra di carbonio curato a bassa temperatura raggiunge un incapsulamento completo delle fibre di carbonio ottimizzando la formulazione della resina e il processo di infiltrazione. Il sistema di resina utilizza una resina epossidica modificata, che presenta buona fluidità e alta compatibilità con le fibre di carbonio. Può penetrare in ogni fascio di fibre di carbonio, riducendo bolle d'aria e difetti all'interfaccia, e raggiungendo un'uniformità di infiltrazione superiore al 99%. L'eccellente bagnabilità non solo migliora le proprietà meccaniche dei materiali compositi, ma ne potenzia anche la stabilità ambientale. Nei cicli di temperatura elevata e bassa (-40 ℃~85 ℃) dei veicoli a nuova energia e negli ambienti esterni umidi e caldi dell'energia eolica, la percentuale di mantenimento delle prestazioni meccaniche dei componenti può comunque superare l'88%.

Conformità e adattamento sono indicatori fondamentali nella formazione di grandi componenti strutturali, e questo prodotto si distingue in tal senso. Che si tratti del coperchio piatto di un pacco batteria per veicoli a nuova energia o di un componente curvo complesso per carrozzeria ferroviaria ad alta velocità, il prepreg aderisce perfettamente alla superficie dello stampo senza grinze né bolle. Prendendo ad esempio la formatura delle pareti laterali della carrozzeria ferroviaria (con raggio di curvatura superiore a 2 metri), quando si utilizza un prepreg in tessuto di fibra di carbonio, il grado di adesione raggiunge il 99,2% e l'errore dimensionale dei componenti formati è contenuto entro ± 0,5 mm, ben al di sotto dello standard industriale di ± 1 mm, riducendo così le operazioni di aggiustamento durante il successivo montaggio.

4. Compatibile sia con processi a caldo che senza pressione calda, riduce la soglia relativa alle attrezzature di produzione

In risposta alle differenze nella configurazione degli impianti tra diverse aziende, il prodotto è perfettamente compatibile sia con il processo di formatura a caldo (hot press can forming) che con quelli senza pressa a caldo (come la termoformatura per compressione e la formatura con sacchetto sottovuoto), senza necessità di modifiche aggiuntive agli impianti da parte delle aziende, riducendo notevolmente le barriere produttive.

Formatura a caldo: adatta per componenti che richiedono precisione ed elevate prestazioni, come i componenti strutturali chiave dei corpi dei treni ad alta velocità. La pressione uniforme (0,5~1,5 MPa) e il controllo della temperatura della pressa a caldo possono ulteriormente migliorare l'effetto di bagnatura del prepreg, ridurre i difetti interni e garantire che la fluttuazione delle prestazioni meccaniche dei manufatti stampati sia inferiore al 3%, soddisfacendo gli standard rigorosi delle apparecchiature di fascia alta.

Molding senza pressatura a caldo: come il molding a compressione, adatto alla produzione di massa di coperture per pacchi batteria di veicoli a energia nuova e pale di turbine eoliche, con costi ridotti di investimento nell'equipaggiamento e alta efficienza produttiva; il molding in sacco sottovuoto è adatto a componenti di grandi dimensioni prodotti in piccoli lotti (ad esempio pale eoliche oltre i 15 metri), che realizzano il flusso della resina e l'espulsione dell'aria attraverso la depressione creata dal vuoto, riducendo i costi di molding del 30% rispetto alla tecnologia con autoclave a caldo.

In entrambi i processi, il prodotto può mantenere un effetto di indurimento stabile: la serie di indurimento a 80 ℃ richiede soltanto 60 minuti per completare l'indurimento nel processo di molding in sacco sottovuoto; la serie di indurimento a 90 ℃ può ridurre il tempo di indurimento a 45 minuti nel molding a compressione, bilanciando efficienza e qualità.

5. Progettazione differenziata, creazione di barriere competitive sul mercato

Tra i prodotti prepreg a cura a bassa temperatura della stessa categoria, da un lato si realizza un'innovazione differenziata nella formula della resina, nella selezione delle fibre e nel sistema di cura: ad esempio, vengono aggiunti ingredienti antietà unici alla resina, estendendo la durata del prodotto in ambienti esterni per l'energia eolica a oltre 20 anni, ben al di là della vita media dei prodotti simili pari a 15 anni; dall'altro lato, offriamo servizi personalizzati flessibili che possono adattare la temperatura di cura (ad esempio modelli personalizzati a 85 ℃), la densità superficiale della fibra (copertura completa da 100 g/㎡ a 800 g/㎡) e il contenuto di resina (regolabile dal 35% al 50%) in base alle esigenze del cliente, soddisfacendo così le necessità personalizzate di diversi scenari di nicchia come veicoli elettrici, energia eolica e ferrovie ad alta velocità, evitando al contempo pressioni sui prezzi causate dalla concorrenza omogenea.