A-9 ультра жұқа көміртек талшықты прег

Өте жұқа көміртек талшығының алдын-ала ылғалданған матасы: жеңіл композитті материалдар саласындағы инновациялық шешім

Аэроғарыш, жоғары сапалы жабдықтар және материалдардың өнімділігіне қатаң талаптар қойылатын жаңа энергиялық көлік сияқты салаларда жеңілдік пен жоғары беріктік әрқашан негізгі мақсат болып келді. Композитті материалдар саласындағы инновациялық өнім ретінде өте жұқа көміртек талшықты прег деп аталатын материал өзінің «шекті жеңілдік пен жұқалық» деген негізгі артықшылығымен ескі прегтердің салмағы, қалыңдығы мен өнімділігі шектеулерін бұзып, жоғары дәлдіктегі конструкциялық бөлшектерді шығаруға жаңа мүмкіндіктер ашады. Ондай өнімдердің ішінде 10 грамдық көміртек талшықты прег пен 15 грамдық көміртек талшықты прег өнімдері бір бағыттағы көміртек талшықты прегтің құрылымдық ерекшеліктері мен 24T бір бағыттағы көміртек талшықты прегтің жоғары беріктік артықшылығымен үйлесіп, қазіргі заманның жеңіл материалдар нарығының негізгі назарын өзіне аударуда

Негізгі артықшылық: көміртек талшықты прегтің өнімділік шекарасын қайта анықтау

1. Соңғы жеңіл және ультра жұқа сипаттамалар, дәстүрлі материалдардың шектеулерінен тыс

Ультра жұқа көміртек талшықты прегрегінің негізгі ерекшелігі — «бірлік аудандағы төмен талшық массасы». Қазіргі уақытта ол квадрат метріне 10 граммдық минималды талшық массасын қамтамасыз ете алады. Шайыр мөлшері 50% құрайтын болса, прегрегінің жалпы массасы тек 20 грамм/м² құрайды, бұл қарапайым көміртек талшықты прегрегінің салмағынан едәуір төмен. Қалыңдығы жағынан төменгі талшық беттік тығыздығы мен оптимизацияланған шайыр сіңіру процесі арқасында өнімнің қалыңдығы қарапайым прегрегіге қарағанда 30%-дан астам төмендейді, осылайша жұқа қабырғалы конструкциялық элементтер мен дәлме-дәл электрондық құрылғылар корпусы сияқты қатаң кеңістіктік өлшемдері бар жағдайларға оңай бейімделеді.

10 грамм көміртегі талшықты прег және 15 грамм көміртегі талшықты прег мысалға алынса, екеуі де өзінің ультра жұқа сипаттамаларын сақтайды: 10 грамдық модель «соңғы жеңілдікке» баса назар аударады және салмағына шектеу қойылатын әуежай ішкі бөлшектері, дрон корпусы және т.б. үшін сәйкес келеді; 15 г моделі құрылымдық тұрақтылық пен жеңіл конструкцияны тепе-теңдікте ұстайды және жаңа энергиялық көліктердің аккумулятор қораптарының жауып тұратын беті, жоғары санаттағы спорт құралдарының рамалары және т.б. үшін пайдаланылуы мүмкін, әртүрлі жағдайларда «жеңіл, бірақ әлсіз емес» қажеттілігін қанағаттандырады. Сонымен қатар, өнім 5%-дан кем болмауы керек болатын ультра жұқа көміртегі талшықты прег тығыздығы стандартын қатаң сақтайды, бұл талшық пен шайырдың біркелкі таралуын жеңілдікті сақтай отырып қамтамасыз етеді және тығыздықтың жеткіліксіздігіне байланысты пайда болатын өнімділік тербелістерінен құтылады.

2. Бір бағытты құрылымдық күш беру, 24T деңгейіндегі беріктікпен өнімділікті секіру арқылы жеткізіледі

Бір бағытты көміртек талшықты преграданың негізгі өнімі ретінде бұл өте жұқа прегра бір бағытты талшық орналасуын қолданады, онда талшық бағытының сәйкестігі 99% асады, бұл көміртек талшықтарының осьтік механикалық қасиеттерін максималды пайдалануға мүмкіндік береді. Оның ішінде 24T бір бағытты көміртек талшықты прегра өзінің беріктік артықшылығын толық пайдаланады – 24T көміртек талшығының созылу беріктігінің деңгейін білдіреді. Бұл модель талшық тоқу технологиясы мен шайыр формуласын оптимизациялау арқылы негізгі механикалық сынақта үздік нәтиже көрсетеді: қалыпты бір бағытты көміртек талшықты преграмен салыстырғанда, оның 0° созылу беріктігі 50%, ал 0° созылу модулі 16% артты.

Бұл өнімділік жетістігі бірдей құрылымдық дизайнда 24T бір бағытты көміртек талшығының дайын материалдарын пайдаланып жасалған бөлшектердің осьтік созылу мен жүктемені арттыруға төтеп бере алатынын және материалдың пайдаланылуын азайтатынын білдіреді; сонымен қатар 10 грамм және 15 грамм сияқты төменгі тығыздықтағы модельдер "жоғары беріктік + жеңіл салмақ" деген екі талапқа сай жетістікке жетеді. Мысалы, ғарыш саласында олардан жасалған серіктердің тіреулері өз салмағын 15%-20% азайтады, орбитадағы жұмыс істеу кезінде құрылымдық тұрақтылықты қамтамасыз етеді және ұшырылым құнын төмендетеді.

3. Композит материалдардың маңызды трещинага төзімділігі мен қызмет ету мерзімін ұзарту

Жұқа көлемді көміртегі талшығының шайқалуы — композитті материалдардың трещинага төзімділігін арттырудың негізгі факторы болып табылады. Дәстүрлі жасалған шайқалу, қалыңдығының көп болуына байланысты пішіндеу кезінде смоланың сығылуы мен кернеудің шоғырлануы нәтижесінде ішкі микротрещиналар пайда болуы мүмкін. Трещиналар пайда болған кезде, қалың қабатты материалда олар тез таралады да, соңында бөлшектің жұмыс істеу мерзіміне әсер етеді. Ал жұқа көлемді шайқалу микрометр деңгейінде материал қалыңдығын бақылау үшін қабаттарды жұқартып жасалады, бұл талшық пен смола арасында тығыз интерфейс және кернеудің біркелкі таралуын қамтамасыз етеді.

Нақты сынақтар бұл өте жұқа прегмен дайындалған композитті материалдың қатарлы прег композитті материалдармен салыстырғанда 40%-дан астам жарықшақ пайда болуға қарсы тұру қабілетін арттыратынын және жарықшақтардың таралуын басу бойынша одан да белгілі бір артықшылықтары бар екенін көрсетті. Материал сыртқы соққыға ұшырағанда және кішкентай жарықшақтар пайда болғанда, өте жұқа қабат құрылымы жарықшақтың тереңірек дамуын тиімді түрде тоқтата алады. Сонымен қатар, шайыр мен талшықтардың синергиялық әсері соққы энергиясының бір бөлігін жұтады, осылайша жарықшақтың әрі қарай кеңеюін болдырмауға мүмкіндік береді. Бұл артықшылық озық динамикалық жүктемелерге ұзақ уақыт бойы шыдай алатын әртүрлі бөлшектер үшін, мысалы, жел қозғалтқышының қанаттары мен жоғары қысымды газ сақтау ыдыстары үшін өте құнды болып табылады және өнімдердің жөндеу циклі мен жұмыс істеу мерзімін әлдеқайда ұзартады.

4. Тапсырыс бойынша жасау қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жоғары дәлдіктегі жобалау икемділігі және төмен қайталанғыштық

Қарапайым препрегтің стандартталған өндірісінің және шектеулі бейімделу сценарийлерінің шектеулерін салыстырғанда, бұл ультра жұқа көміртек талшықты препрег қуаттырақ дизайн мүмкіндіктеріне ие. Бір жағынан, өнім 10 грамм мен 15 грамм сияқты әрбір бірлік ауданға шаққандағы талшық массасының әртүрлі спецификацияларын қамтиды және 24T сияқты әртүрлі беріктік деңгейдегі бір бағытты көміртек талшықтарымен сәйкестендіріледі. Шайыр мөлшері (50% стандарттық мән ±5% ауқымында тиімдеуге болады) және талшық бағыты (бір бағытты, екі бағытты және басқа орналасуларды қолдайды) тапсырыс берушінің қажеттіліктеріне сәйкес реттелуі мүмкін, дәл электрондық компоненттерден бастап үлкен конструкциялық бөлшектерге дейінгі әртүрлі өндірістік қажеттіліктерге бейімделеді; Екінші жағынан, өнім «бір топтағы өнімдердің ұқсастығы 70%-дан аспауы» деген стандартқа қатаң сәйкес келеді. Дифференциацияланған технологиялық параметрлер мен формула дизайны арқылы ұқсас өнімдермен біртекті бәсекелестіктен қашу және тапсырыс берушілерге одан әрі ерекше материалдық шешімдер ұсыну іске асырылады.

Мысалы, жоғары сапалы медициналық жабдықтар саласында клиенттерге хирургиялық робот-қолдар үшін жеңіл, өте берік және биологиялық үйлесімді конструкциялық бөлшектерді тапсырыс бойынша жасау қажеттілігі туындайды. Бұл өте жұқа көміртек талшықты прег сантиметріне 15 грамм беттік тығыздық пен 24T беріктігі бар бір бағытты модельді медициналық дәрежелі шайырмен пайдалану арқылы «жеңіл салмақ, жеткілікті қаттылық және зиянды заттардың бөлінуі болмауы» талаптарына сай тапсырыс бойынша жасауды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді; Жаңа энергиялық көліктер саласында аккумуляторлық қораптардың жеңілдетілуіне қойылатын талаптарға жауап ретінде квадрат метріне 10 грамм салмақтағы өте жұқа модельдер металдық негіздермен біріктіріліп, аккумуляторлық қораптардың салмағын азайтады және трещинага төзімділігі арқылы соққыға төзімділігін жақсартып, жүру қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

5. Күшті технологиялық икемділік және негізгі композит материалдарды формалау технологияларымен үйлесімділік

Бұл ультра жіңішке көміртек талшықты прег сәйкесінше үлкен өнімділік артықшылықтарына ие болса да, өңдеудің үлкен бейімделуін сақтайды және ыстық престеу формалары, компрессиялық формалау және автоматты сымдық төсеу формасы сияқты негізгі композит материалдарды өндіру процестерімен үйлесімді, ол клиенттердің өндірістік жабдықтарын өзгерту қажеттілігін туғызбайды. Ыстық престеу формалау процесі кезінде ультра жіңішке қабат құрылымы шайыр ағынын және газ шығаруды үдетеді, қалдық көпіршіктерді азайтады және композит материалдардың формалану сапасын жақсартады; Автоматты талшық төсеу процесінде төменгі беттік тығыздық прегті күрделі қисық беттерге жабыстыруды жеңілдетеді, қабат бүгілу қаупін азайтады және әсіресе әуежаңдылық өнеркәсібіндегі күрделі құрылымдық бөлшектердің автоматтандырылған өндірісіне өте сәйкес.

Осы уақытта өнімнің сақтау және пайдалану қасиеттері де жақсартылды - вакуумды герметикпен орамаланған кезде оны -18 ℃ ортада 6 айдан астам уақыт бойы сақтауға болады, ал шығарылғаннан кейін ұзақ қайта қыздыру қажет болмайды, бұл өндірістің күту уақытын қысқартады; Қарапайым препрегпен салыстырғанда, оның талшықтары кесу процесінде тарамдалуға және қабатталуға аз бейім, бұл қалдықтардың мөлшерін азайтады және өндіріс шығындарын одан әрі бақылауға мүмкіндік береді.