A-11 Төмен температурада күйдірілетін препрег

Төмен температурада күйдірілген көміртек талшығының алдын-ала пропиткасы: жаңартылатын энергетика мен теміржол қозғалысы саласындағы тиімді пісіру шешімі

"Тиімді қалыптау" мен "тұрақты өнімділік" арасындағы теңдестік жаңартылатын энергия көздеріне негізделген көлік, жел қозғалтқыштары, жоғары жылдамдықты темір жол және басқа салалардағы үлкен өлшемді композиттік конструкциялық бөлшектерді өндіруде әрқашан қиындық тудырып келді. Біздің төмен температурада қатаятын көміртек талшықты прег суперпозициясы екі қату температурасына негізделген: 80 ℃ және 90 ℃, ол бір бағыттағы көміртек талшықты прег және көміртек талшықты мата прегінің екі түрін қамтиды. Өте жақсы ылғалдану қабілеті, өте жақсы икемділік және жоғары механикалық қасиеттерге ие болып, ыстық престеу және ыстық престеусіз қалыптау процестеріне де сәйкес келеді. Жаңартылатын энергия көздеріне негізделген көліктің аккумулятор қорапшасының жауып тұратын бөлігі, жел қозғалтқышының қанаттары және жоғары жылдамдықты теміржолдың корпус бөлшектері сияқты үлкен құрылымдық бөлшектер үшін энергияны аз қажет ететін, жоғары өнімді және жоғары сапалы материалдық шешімдер ұсынады және дәстүрлі жоғары температурада қату процесіне негізделген прегтің қалыптау құны мен технологиялық бейімделуі шектеулерін жеңеді.

Негізгі артықшылығы: Төмен энергия тұтыну, жоғары бейімделу қабілеті және тұрақты өнімділік саласындағы үш еселі жаңашылдық

80 ℃/90 ℃ температурада төмен температуралық күйреу жолымен өндірістегі энергия тұтыну мен шығындарды едәуір төмендетеді

Күрделі карбон талшықты прег сияқты 120 ℃-тан жоғары күйреу температурасы бар дәстүрлі материалдармен салыстырғанда, бұл өнімнің екі негізгі сериясы (80 ℃ күйреу сериясы және 90 ℃ күйреу сериясы) пісіру процесі кезіндегі энергия тұтынуды түбегейлі төмендетеді. Жаңа энергиялық көліктердің аккумулятор қорапшасының жауып тұратын тақтасын өндіру мысалын алсақ, 80 ℃ күйреу сериясын қолданған кезде бір партиялық пісірудің энергия тұтынуы дәстүрлі жоғары температуралық прегке қарағанда 40%-дан астам төмендейді; 90 ℃ күйреу сериясының энергия тұтынуы сәл жоғары болса да, ол көбірек смола жүйелерімен үйлесімді болып, жел қозғалтқышының қанаттары мен жоғары жылдамдықты теміржол құрылымдарына қойылатын жоғары механикалық өнімділік талаптарын қанағаттандырады.

Төмен температурада күйреу тек энергия тұтыну шығындарын азайтпайды, сонымен қоса жабдықтың тозуы мен өндірістік қауіптерді де төмендетеді. Бір жағынан, төмен температуралы орта жылыту жабдықтарының (мысалы, ыстық престік ыдыстар мен пішіндеу машиналары) қызмет ету мерзімін ұзартып, кәсіпорын жабдықтарын жөндеу шығындарын азайтады; Екінші жағынан, жоғары температура салдарынан материалдардың жылулық деформациясын болдырмау үшін 10 метрден астам желдеткіш қанаттары сияқты үлкен конструкциялық бөлшектерге ерекше сәйкес келеді. Төмен температурада күйреу әртүрлі аймақтардағы температуралық кернеуді азайтып, пішінделген бөлшектердің тресінуі мен бұрылып кетуінің ықтималдығын төмендетеді, сонымен қатар төмен температурада күйреу процесі ұзақ алдын-ала қыздыруды талап етпейді, жеке партия өндіріс циклін 25% қысқартады және жаңа энергетикалық көлік пен жел энергетикасы сияқты салалардағы «масштабты және тез жеткізу» өндіріс ритміне бейімделеді.

2. Әртүрлі конструкциялық бөлшектердің өнімділік талаптарына сәйкес келетін бірнеше пішіндегі өнімдерді қамту

Өнімдер тобына әмбебап көміртек талшығының ылғалданған материалдары мен көміртек талшығы бар мата ылғалданған материалдары жатады, олар әртүрлі салалардағы конструкциялық бөлшектердің кернеу сипаттамалары мен пішіндеу талаптарына сәйкес икемді таңдалуы мүмкін, сонымен қатар "талап бойынша сәйкестендіру" дегендей құрастыру артықшылығын қамтамасыз етеді.

Бір бағытты көміртек талшықты прег: ол 99,5% астам талшық бағытының сәйкестігі бар жоғары түзелікті көміртек талшықтардың бір бағытта орналасуын қолданады және ерекше осьтік механикалық қасиеттерге ие. Жаңа энергиялық көлік аккумуляторларының қақпақтарының арқалықтары, жел генераторларының қанаттарының негізгі арқалықтары мен жоғары жылдамдықты теміржолдардың бойлық тіреуіш компоненттері сияқты бір бағыттағы жүктемелерді шыдайтын құрылымдық компоненттер үшін қолайлы. Оның тығыздығы талшықтардың біркелкі таралуын қамтамасыз ету үшін 5%-дан кем болмауы қатаң бақыланады. 0°-тағы созылу беріктігі 1700 МПа-ден жоғары, ал 0°-тағы созылу модулі 115 ГПа-ден асады, бұл үлкен құрылымдық бөлшектердің «жеңіл+жоғары беріктік» деген негізгі талаптарын қанағаттандырады.

Көміртек талшықты мата прегі: жұмысшы және сақиналы маталар негізінде жасалған, ол жазықтықта өте жақсы изотропиялық қасиеттерге ие, сонымен қатар әлдеқайда мықты соққыға және ысырылуға төзімді. Күрделі пішінді бөлшектер мен көпбағытты күш талап ететін бөлшектер үшін қолайлы, мысалы жаңа энергиялық көліктердің шасси қорғанысы, жел турбиналарының қанаттарының тамыры немесе жоғары жылдамдықты поездардың ішкі рамалары. Матаның құрылымы алдын ала ылғалданған материалдың икемділігін арттырады, осылайша ол күрделі қалып беттеріне тығыз жабысуына мүмкіндік береді. Пісіргеннен кейін бөлшектердің беті жылтыр болады, қосымша полировкалау қажет болмайды, бұл өндірістік процестің құнын одан әрі төмендетеді.

Прегтің екі түрін бөлек немесе қабаттап пайдалануға болады. Мысалы, жел турбинасының қанаттары "бір бағыттағы прег (негізгі арқа) + мата прегі (қанат тамыры)" схемасын қолдану арқылы осьтік беріктік пен тамырдың ысырылуға төзімділігін тепе-теңдіктеп, әртүрлі түрдегі өнімдердің артықшылықтарын толық пайдалануға мүмкіндік береді.

3. Үлкен конструкциялық бөлшектердің сапалы пісіруін қамтамасыз ететін өте жақсы сулану және бейімделу қабілеті

Бұл төмен температурада қатаятын көміртек талшығының шикі материалдық прегі смола формуласын және сіңіру процесін оптимизациялау арқылы көміртек талшықтарын толық инкапсуляциялауға жетеді. Смола жүйесінде модификацияланған эпоксидті смола қолданылады, ол жақсы қозғалғыштыққа ие және көміртек талшықтарымен жоғары үйлесімділікке ие. Ол әрбір көміртек талшықтарының шоғырына дейін терең енеді, интерфейстік көпіршіктер мен ақауларды азайтады және 99%-дан астам сіңу біркелкілігіне жетеді. Жақсы сулану қабілеті композитті материалдардың механикалық қасиеттерін жақсартумен қатар, экологиялық тұрақтылықты да арттырады. Жаңа энергетикадағы жоғары және төмен температуралық циклдарда (-40 ℃~85 ℃) және жел энергетикасының ашық ауадағы ылғалды-ыстық ортасында бөлшектердің механикалық өнімділігінің сақталу деңгейі 88%-дан аспайды.

Сәйкестік және дәл келу үлкен конструкциялық бөлшектердің пішінделуінің негізгі көрсеткіштері болып табылады, және осы тұрғыдан бұл өнім ерекше жақсы көрсеткішке ие. Жазық жаңа энергиялық қозғалтқыштың аккумулятор қақпағы немесе қисықтық радиусы 2 метрден астам болатын жоғары жылдамдықты теміржолдың күрделі пішінді корпус бөлшегі болсын, препрег шаңырақ бетіне бүктемелер мен көпіршіктерсіз тығыз бекиді. Мысалы, жоғары жылдамдықты теміржолдың корпусының бүйір қабырғасының пішінделуінде (қисықтық радиусы 2 метрден астам) көміртегі талшықты матаның препрегін қолданған кезде бекіту дәрежесі 99,2%-ға жетеді, ал пішінделген бөлшектердің өлшемдік қатесі ±0,5 мм-ге дейін бақыланады, бұл өнеркәсіптік стандарттағы ±1 мм-ден айтарлықтай төмен, соның арқасында кейінгі жинақтау процесінде реттеу қажеттілігі азаяды.

4. Қыздырулы да, қыздырусыз да престеу процестерімен үйлесімді, өндірістік жабдықтарға қойылатын талаптарды төмендетеді

Әр түрлі кәсіпорындардың жабдықтарының конфигурациясындағы айырмашылықтарға жауап ретінде өнім ыстық престеу арқылы банка пішіндіру мен ыстық престеусіз банка пішіндіру процестеріне (мысалы, қысу арқылы пішіндіру және вакуумдық ыдыста пішіндіру) мүдделі үйлесімді, кәсіпорындардың қосымша жабдықтарды өзгерту қажеттілігін болдырмайды, өндірістік кедергілерді едәуір төмендетеді.

Ыстық престеу арқылы пішіндіру: жоғары дәлдік пен өнім сапасын қатаң талап ететін компоненттерге сәйкес келеді, мысалы, жоғары жылдамдықты теміржолдың негізгі құрылымдық бөлшектері. Ыстық престің біркелкі қысымы (0,5~1,5МПа) және температураны реттеу преспрегтің ылғалдану әсерін одан әрі жақсартады, ішкі ақауларды азайтады және құю бөлшектерінің механикалық қасиеттерінің тербелісі 3%-дан аспауын қамтамасыз етеді, бұл жоғары санатты жабдықтардың қатаң стандарттарын қанағаттандырады.

Жылумен престеу емес формалдау: мысалы, компрессиялық формалдау, жабдықтарға инвестиция шығындары төмен және өндіріс тиімділігі жоғары болатын жаңа энергиялық көлік аккумулятор қорапшасының жақтаулары мен жел турбинасының қанаттарын массалық өндіру үшін сәйкес келеді; Вакуумдық қапшықта формалдау (мысалы, 15 метрден астам жел турбинасының қанаттары) сияқты үлкен өлшемді және шағын сериялы бөлшектерге сәйкес келеді, онда вакуумдық теріс қысым арқылы шайырдың ағуы мен газдардың шығарылуы қамтамасыз етіледі және ыстық престік резервуарлық технологиямен салыстырғанда формалдау шығындары 30% азаяды.

Екі процестің әрқайсысында өнім тұрақты күйде сақталады — 80 ℃-та күйреу сериясы тек 60 минут ішінде вакуумдық қапшықта күйрейеді; 90 ℃-та күйреу сериясы компрессиялық формалдауда күйреу уақытын 45 минутқа дейін қысқартуға мүмкіндік береді, осылай тиімділік пен сапаны теңгереді.

5. Дифференциацияланған дизайн, нарықтағы бәсекеге қабілеттілік барьерлерін құру

Бір топтың төмен температурада күйдірілетін препрег өнімдері арасында бір жағынан, шайыр формуласы, талшық таңдауы және күйдіру жүйесінде дифференциацияланған инновациялар жасалады — мысалы, шайырға өзіндік ескіруге қарсы қоспалар қосылады, осылайша өнімнің жел энергетикасының ашық аспан астындағы ортада пайдалану ұзақтығы 15 жылдық орташа құрса ұқсас өнімдердің 20 жылдан астам уақытқа созылады; Екінші жағынан, клиенттердің қажеттіліктеріне қарай күйдіру температурасын (мысалы, 85 ℃-ға арналған тапсырыс бойынша модельдер), талшық бетінің тығыздығын (100 г/м²-ден 800 г/м²-ге дейін толық қамту) және шайыр мөлшерін (35%~50% дейін реттелетін) өзгертуге мүмкіндік беретін икемді тапсырыс бойынша қызметтер ұсынылады, жаңа энергетиканың, жел энергетикасының, жоғары жылдамдықты темір жолдың әртүрлі сегменттелген сценарийлерінің жеке қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін және біртекті бәсекелестік нәтижесінде баға қысымынан құтылу үшін.