Preimpregnato in fibra di carbonio ultrasottile A-9

Preimpregnato in fibra di carbonio ultra sottile: una soluzione innovativa nel campo dei materiali compositi leggeri

In settori come l'aerospaziale, le attrezzature di alta gamma e i veicoli a nuova energia, dove sono richieste prestazioni rigorose dei materiali, leggerezza ed elevata resistenza sono sempre state le finalità principali. Come prodotto innovativo nel campo dei materiali compositi, il prepreg in fibra di carbonio ultra sottile offre il vantaggio fondamentale dell'"estrema leggerezza e sottigliezza", superando i limiti di equilibrio del tradizionale prepreg in termini di peso, spessore e prestazioni, fornendo nuove possibilità per la produzione di componenti strutturali ad alta precisione. Tra questi, prodotti rappresentati dal prepreg in fibra di carbonio da 10 grammi e dal prepreg in fibra di carbonio da 15 grammi, abbinati alle caratteristiche strutturali del prepreg in fibra di carbonio unidirezionale e al vantaggio di elevata resistenza del prepreg in fibra di carbonio unidirezionale 24T, sono diventati il fulcro del mercato attuale dei materiali leggeri

Vantaggio principale: ridefinire il limite prestazionale del prepreg in fibra di carbonio

1. Caratteristiche ultimate di leggerezza e ultra-sottigliezza, che superano i limiti dei materiali tradizionali

Il prepreg in fibra di carbonio ultra-sottile si distingue per il "basso peso della fibra per unità di superficie" come caratteristica principale. Attualmente, è in grado di raggiungere un peso minimo della fibra per unità di superficie di 10 grammi per metro quadrato. Con un contenuto di resina del 50%, il peso totale del prepreg è di soli 20 grammi per metro quadrato, molto inferiore rispetto al livello ponderale dei prepreg ordinari in fibra di carbonio. Per quanto riguarda lo spessore, grazie alla bassa densità superficiale della fibra e a un processo ottimizzato di infiltrazione della resina, lo spessore del prodotto è ridotto di oltre il 30% rispetto ai prepreg comuni, rendendolo facilmente adatto a scenari con requisiti rigorosi di dimensione spaziale, come componenti strutturali a parete sottile e involucri per componenti elettronici di precisione.

Prendendo come esempio 10 grammi di preimpregnato in fibra di carbonio e 15 grammi di preimpregnato in fibra di carbonio, entrambi mantengono le loro caratteristiche ultra-sottili: il modello da 10 grammi è focalizzato sull'"assoluto leggero" ed è adatto per componenti interni aerospaziali sensibili al peso, corpi di droni, ecc.; il modello da 15g bilancia la stabilità strutturale con un design leggero ed è utilizzabile per coperture di pacchi batteria di veicoli a nuova energia, telai di attrezzature sportive di alta gamma, ecc., soddisfacendo le esigenze d'uso "leggero ma non debole" in diverse situazioni. Allo stesso tempo, il prodotto segue rigorosamente lo standard di densità del preimpregnato in fibra di carbonio ultra-sottile non inferiore al 5%, garantendo una distribuzione uniforme di fibre e resina pur mantenendo un peso ridotto, evitando fluttuazioni di prestazioni causate da densità insufficiente.

2. Struttura unidirezionale che potenzia le prestazioni, consentendo un salto qualitativo con resistenza a livello 24T

Come prodotto principale della famiglia di prepreg in fibra di carbonio unidirezionale, questo prepreg ultraleggero adotta un design con disposizione unidirezionale delle fibre, con una coerenza della direzione delle fibre superiore al 99%, in grado di massimizzare le proprietà meccaniche assiali delle fibre di carbonio. In particolare, il prepreg in fibra di carbonio unidirezionale 24T sfrutta appieno il suo vantaggio in termini di resistenza: 24T indica il livello di resistenza a trazione della fibra di carbonio. Questo modello dimostra prestazioni eccellenti nei test meccanici di base grazie all'ottimizzazione della tecnologia di tessitura delle fibre e della formulazione della resina: rispetto ai comuni prepreg in fibra di carbonio unidirezionale, la resistenza a trazione a 0° aumenta del 50% e il modulo di trazione a 0° aumenta del 16%.

Questo breakthrough prestazionale significa che componenti realizzati con preimpregnato in fibra di carbonio unidirezionale 24T, mantenendo lo stesso design strutturale, possono sopportare una maggiore trazione assiale e carico riducendo al contempo l'uso di materiale; inoltre, modelli a bassa densità come 10 grammi e 15 grammi possono ottenere risultati innovativi nel soddisfare contemporaneamente i requisiti di "alta resistenza + leggerezza". Ad esempio, nel settore aerospaziale, supporti per satelliti realizzati con questi materiali possono ridurre il peso proprio del 15% - 20%, garantendo al contempo la stabilità strutturale durante il funzionamento in orbita e riducendo i costi di lancio.

3. Elevata resistenza alla fessurazione e prolungata durata dei materiali compositi

L'assottigliamento è un'altra caratteristica fondamentale di questo prepreg in fibra di carbonio ultra-sottile, che porta direttamente a un notevole miglioramento della resistenza alle crepe dei materiali compositi. Il prepreg tradizionale, a causa del suo spessore elevato, è soggetto a microfessurazioni interne causate dal restringimento della resina e dalla concentrazione delle sollecitazioni durante il processo di stampaggio. Una volta formatesi le crepe, queste si propagano facilmente nei materiali a strati spessi, compromettendo infine la durata del componente; il prepreg ultra-sottile è progettato con uno strato sottile per controllare lo spessore del materiale a livello micrometrico, ottenendo un'interfaccia più stretta tra le fibre e la resina e una distribuzione delle sollecitazioni più uniforme.

Test effettivi hanno dimostrato che il materiale composito preparato utilizzando questo prepreg ultra-sottile presenta un miglioramento superiore al 40% nella resistenza all'insorgenza di crepe rispetto ai normali materiali compositi in prepreg, oltre a un vantaggio prestazionale più significativo nella soppressione della propagazione delle crepe. Quando il materiale è soggetto a un impatto esterno e genera piccole crepe, la struttura a strato ultra-sottile riesce efficacemente a bloccare l'ulteriore profondità della crepa. Allo stesso tempo, l'effetto sinergico tra resina e fibre può assorbire parte dell'energia d'impatto, evitando un'ulteriore espansione della crepa. Questo vantaggio lo rende particolarmente prezioso in componenti come pale di turbine eoliche e serbatoi di stoccaggio di gas ad alta pressione, che devono sopportare carichi dinamici per lunghi periodi, estendendo notevolmente i cicli di manutenzione e la vita utile del prodotto.

4. Elevata flessibilità progettuale e bassa ripetibilità per soddisfare esigenze personalizzate

Rispetto ai limiti della produzione standardizzata e degli scenari di adattamento ridotti dei normali prepreg, questo prepreg in fibra di carbonio ultrasottile offre capacità progettuali superiori. Da un lato, il prodotto copre diverse specifiche di peso del tessuto per unità di superficie, come 10 grammi e 15 grammi, ed è abbinato a fibre di carbonio unidirezionali con diversi livelli di resistenza, ad esempio 24T. Il contenuto di resina (valore di riferimento del 50%, personalizzabile entro un intervallo di ±5%) e la direzione della fibra (supporta configurazioni unidirezionali, bidirezionali e altre disposizioni) possono essere regolati in base alle esigenze del cliente, adattandosi a svariate necessità produttive, dai componenti elettronici di precisione fino a grandi componenti strutturali; dall'altro lato, il prodotto segue rigorosamente lo standard secondo cui "la similarità tra prodotti della stessa categoria non deve superare il 70%". Grazie a parametri di processo e a una progettazione formulativa differenziati, si evita la concorrenza omogenea con prodotti simili, offrendo ai clienti soluzioni materiali più uniche.

Ad esempio, nel campo delle attrezzature mediche di alta gamma, i clienti devono personalizzare componenti strutturali leggeri, ad alta resistenza e biocompatibili per bracci robotici chirurgici. Questo prepreg in fibra di carbonio ultraleggera può fornire un modello unidirezionale con una densità superficiale di 15 grammi/metro quadrato e resistenza da 24T, abbinato a resina di grado medico, soddisfacendo così le esigenze di personalizzazione di "peso ridotto, rigidità sufficiente e assenza di rilascio di sostanze nocive"; nel settore dei veicoli a nuova energia, in risposta alla richiesta di batterie più leggere, modelli ultrasottili del peso di 10 grammi per metro quadrato possono essere combinati con substrati metallici per ridurre il peso degli accumulatori migliorandone al contempo la resistenza agli urti grazie alla resistenza alle crepe, garantendo la sicurezza di guida.

5. Elevata adattabilità ai processi e compatibilità con le principali tecnologie di formatura dei materiali compositi

Nonostante i suoi significativi vantaggi in termini di prestazioni, questo prepreg ultra-sottile in fibra di carbonio mantiene un'eccellente adattabilità ai processi produttivi ed è compatibile con i principali processi di produzione dei materiali compositi come la stampaggio a caldo, lo stampaggio per compressione e lo stampaggio automatico a strati, senza necessità da parte del cliente di modificare l'equipaggiamento produttivo. Durante il processo di stampaggio a caldo, la struttura a strato ultra-sottile può accelerare il flusso della resina e l'espulsione dell'aria, ridurre le bolle residue e migliorare la qualità dello stampaggio dei materiali compositi; nel processo di posa automatica, la bassa densità superficiale facilita l'adesione del prepreg a superfici curve complesse, riducendo il rischio di grinze negli strati, risultando particolarmente adatto alla produzione automatizzata di componenti strutturali complessi nell'industria aerospaziale.

Allo stesso tempo, anche la conservazione e l'usabilità del prodotto sono state ottimizzate: grazie all'imballaggio sottovuoto, può essere conservato per oltre 6 mesi a una temperatura di -18 ℃ ed è utilizzabile senza necessità di un lungo riscaldamento dopo il prelievo, riducendo così i tempi di attesa in produzione; rispetto ai prepreg ordinari, le sue fibre tendono meno a formare pelucchi e a delaminarsi durante il taglio, riducendo gli scarti e permettendo un ulteriore controllo dei costi di produzione.