Нарийн карбон утасны хоолой, хавтан, захидалтын деталууд | Вэйхай Души

Үндсэн ангилал: Хэрэглээний нөхцөл байдал болон бүтээгдэхүүний хэлбэрээр нарийвчлан ангилах

Нүрэгт нүгэлийн бүтээгдэхүүн олон янз байдаг бөгөөд хэрэглээний салбар, бүтээгдэхүүний хэлбэр, суурь материалаар нь дөрвөн үндсэн ангилалд хувааж болно. Нэг бүр нь ялгаатай хэрэгцээг зориулж, давталтын түвшинг 50%-иас доош хянах замаар олон салбарыг бүрэн хамрах боломжийг олгодог.

1. Хэрэглээний салбараар: Өндөр түвшний үйлдвэрлэлийн ангиллыг нөхцөл байдлаар ангилсан

Хэрэглээний салбар нь Карбон ширхэгийн бүтээгдэхүүний хамгийн төвлийн ангилах хэмжигдэхүүн юм. Янз бүрийн салбарын гүйцэтгэлийн шаардлагууд нь олон төрлийн зориулалтын бүтээгдэхүүнүүдийг бий болгосон. Тэдгээрийн дотор дөрвөн гол салбар нь зах зээлийн 80%-иас дээш хувийг эзэлдэг:

• Агаарын болон космосын техникт зориулсан карбон ширхэгийн бүтээгдэхүүн: Эдгээр бүтээгдэхүүнүүд нь "мөнхийн ашиглалт+өндөр найдвартай байдал" гэсэн үндсэн шаардлагыг хангасан бөгөөд гол төлөв нисэх онгоцны корпусын бүтэц, далавчны гадаргуу, хойд тогтоогуур, хөдөлгүүрийн капот гэх мэт хэсгүүдэд хэрэглэгддэг. Зарим өндөр түвшний бүтээгдэхүүнүүдийг ракетын бие болон дагуулд зориулж мөн ашигладаг. Бүтээгдэхүүнийг 40Т-с дээш модулын нүүрстөрөгчийн ширхэг (carbon fiber) ба температурт тэсвэртэй смолоос бүрдсэн нийлмэл материал (resin composite) -ээр үйлдвэрлэдэг бөгөөд растяжения хүч нь 2800МПа-с дээш байдаг бөгөөд агаарын зэвсэгт хүчинд тавигдах чанарын сертификат (жишээ нь AS9100) шаарддаг. Жишээлбэл, Boeing 787 онгоцны биеийн жингийн 50% нь нүүрстөрөгчийн ширхэгээр хийгдсэн бөгөөд энэ нь онгоцны түлшний үр дүнтэй ашиглалтыг 20%-иар сайжруулдаг; SpaceX компанийн Falcon 9 ракетын бие нь нүүрстөрөгчийн ширхэгээс хийсэн нийлмэл бүрхүүлтэй бөгөөд хуванцар бүрхүүлтэй харьцуулахад 40% хөнгөн байдаг.
• Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслүүдэд зориулсан нүүрстөрөгчийн ширхэгийн бүтээгдэхүүнүүд: "хөнгөн жин+аюулгүй байдал"-д анхаарлаа хандуулж, голдуу биеийн хүрээ, цахилгаан багцын хаалт, шассийн хэсгүүд, дотор талын чимэглэл гэх мэт хэсгийг хамардаг. Биеийн хүрээ нь 3K-12K карбон утасны оёдолт нийлмэл материалтай бөгөөд, эргэлтийн хатуужил нь 40000 Н·м/°-аас дээш бөгөөд энгийн гангилаас 30%-50% хөнгөн байдаг; Цахилгаан багцын хаалт нь дөл намдах чанартай карбон утасны бүтээгдэхүүнийг ашигладаг бөгөөд мөргөлдөөнд тэсвэртэй, галын аюулгүй байдлын шаардлагад нийцэж, зүсэх, шахах зэрэг аюулгүй байдал шалгах туршилтыг амжилттай өнгөрдөг. Tesla, NIO зэрэг өндөр түвшний машин үйлдвэрлэгчид томоохон хэмжээгээр ашиглаж байгаа бөгөөд Model S Plaid-ийн карбон утасны арын далавч нь өндөр хурдны тогтвортой байдлыг 15%-иар сайжруулдаг.
• Спортын тоног төхөөрөмжийн карбон утасны бүтээгдэхүүн: "хөнгөн жинтэй, өндөр хатуужилтай" гэсэн үндсийг суурь болгон, гольфийн цохиг, зуучны сав, теннисийн ракет, товч, дугуйны хангистай гэх мэт бүхний хамрах хүрээг багтаасан. Ийм төрлийн бүтээгдэхүүн 1K-3K жижиг ширхэгтэй нүүрстөрөгчийн шилжинг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд, нарийн бүтэц, тэнцвэртэй механик шинж чанартай байдаг. Спортын нөхцөл байдалд нийцүүлэн загварчлах боломжтой - жишээ нь, гольфийн цохигны биеийг нэг чиглэлд чиглэсэн нүүрстөрөгчийн шилжээр бэхэлснээр цохих хүчийг 10%-иар нэмэгдүүлдэг; Зуучны сав нь эрэлтийн нүүрстөрөгчийн давхаргыг ашиглан хатуужил ба уян хатнамжийг тэнцвэржүүлж, загасны биеийн 10 кг-аас дээш татах хүчийг тэсвэрлэх чадвартай.
• Үйлдвэрлэл, дэд бүтэцтэй холбоотой нүүрстөрөгчийн шилжний бүтээгдэхүүнүүд: "тухайн болон эдийн засгийн хэрэгцээнд нийцсэн" агаарын турбины хөвч, даралтанд орших сав, хоолойнууд, барилгын бат бэхэлгээний хавтан, үйлдвэрийн роботын гар гэх мэт салбаруудад ашиглагдана. Агаарын турбины хөвч нь том чичирхийллийн боодол (48K-аас дээш) бүхий нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүнээс хийгдсэн бөгөөд нэгж 10МВт-ын хөвчний урт нь 80 метрээс илүү бөгөөд шилэн шүүгээс хийсэн хөвчтэй харьцуулахад жин нь 25%-иар багасдаг; Барилгын бат бэхэлгээний хавтан нь нүүрстөрөгчийн даавуу ба эпоксид смолын найрмал бүтээгдэхүүн ашигладаг бөгөөд хуучин барилгын даацыг 30%-иас дээш нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд барилгын ажиллагаа хялбар бөгөөд барилгын хугацааг 50%-иар богиносгодог.

2. Бүтээгдэхүүний хэлбэрээр: суурь профилын хэлбэрээс эхлээд нарийн бүтцийн деталь хүртэлх бүх цувралыг хамрах

Хэлбэржүүлэгдсэн хэлбэрээр нь нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүнийг таван үндсэн ангилалд хуваах бөгөөд анхдагч материал боловсруулахас эхлээд эцсийн хэрэглээнд хүртэлх бүрэн аж үйлдвэрийн цуврал үүсгэдэг:

• Нүүрстөрөгчийн шилэн хавтан: хамгийн энгийн төрлүүдийн нэг бөгөөд хатуу хавтан ба зэс зэвсэгт хавтангаар хуваагддаг. Зузаан нь 0.5 мм-50 мм хооронд байх бөгөөд янз бүрийн хэмжээ, гадаргуугийн байдалд тохируулан захидалж болно. Хатуу хавтанг тоног төхөөрөмжийн давхар, доторын самбар зэрэгт ашигладаг. Зэс зэвсэгт хавтан нь хөнгөн жинтэй, хүчтэй байдалтай бөгөөд нягт нь зөвхөн 0.3 г/см³ байдаг бөгөөд агаарын оронд, салхины турбины хөвчний хавтангуудад ашиглагддаг. Жишээлбэл, онгоцны дотор талын тааз нь карбоны шилэн зэс зэвсэгт хавтангаас хийгдсэн бөгөөд цагаан тугалган хайлшны хавтангаас 60% хөнгөн байдаг.
• Карбоны шилэн хоолой: 3мм-500мм диаметртэй, ороосон эсвэл шахмал аргаар үйлдвэрлэсэн бөгөөд тойргоор, квадрат, жигд бус хэлбэртэй гурван ангилалд хуваагдана. Тойргоор хэлбэртэй хоолойнуудыг загасны сав, далбааны багана, амьтархай дэмжлэгийн багананд ашигладаг; Квадрат хоолойнуудыг велосипедний хангистай болон тоног төхөөрөмжийн дэмжлэгийн бүтэцтэй хэрэглэдэг; Жигд бус хэлбэртэй хоолойнууд нь машинны гар боловсруулах системийн дуу чимээ багасгагч гильз зэрэг тусгай нөхцөлд тохиромжтой. Ороосон технологийг ашигласан нүүрстөрөгчийн ширхэглэг хоолойн тойргоор чангарлын хүч нь хамгийн ихдээ 1500МРа байдаг бөгөөд цайрын хоолойноос илүү давуу талтай.
• Нүүрстөрөгчийн ширхэглэг хэлбэрт бүтцийн хэсгүүд: нисэх онгоцны хөдөлгүүрийн капот, автомашины хаалганы доторх самбар, роботын шархраа гар гэх мэт нарийн муруй хэлбэр эсвэл тусгай хэлбэрийн шаардлагатай газарт зориулан өөрчлөн тохируулан үйлдвэрлэдэг. Ийм бүтээгдэхүүнийг загварын тусламжтайгаар хэлбэржүүлдэг бөгөөд хэмжээний нарийвчлалын алдаа ≤±0.2 мм байх ёстой бөгөөд жигд ачаалал тараахын тулд олон чиглэлийн нүүрстөрөгчийн шилэн материал хооронд давхарлаж хийх шаардлага гарна. Жишээлбэл, автомашины хаалганы доторх самбарт нүүрстөрөгчийн шилэн материалын хэлбэрт деталийг ашигласнаар жин 45%-иар буурч, мөргөлдөөнийг тэсвэрлэх чадвар 30%-иар сайжирсан.
• Нүүрстөрөгчийн шилэн даавуун бүтээгдэхүүн: нүүрстөрөгчийн шилэн эсгийдсэн даавууг суурь материал болгон хэрэглэж, огтлоод хэлбэржүүлсэн бүтээгдэхүүнүүд: жишээ нь сум тусаас хамгаалах жилет, декоратив даавуу, шүүлтүүр зэрэг. Сум тусаас хамгаалах жилетийг 1K утасны пакетаар эсгэсэн даавуугаар үйлдвэрлэх бөгөөд сум тусаас хамгаалах түвшин нь NIJ III түвшинд хүрч чадна; Декоратив даавууг жаккардын технологийг ашиглан футбол, ромбо зэрэг зураглал болгон үйлдвэрлэж, премиум ангийн сойзоор, автомашины дотор талд ашигладаг.
• Нүүрстөрөгчийн шилэн найрмал профиль: металл, керамик гэх мэт материалуудын нийлмэл бүтээгдэхүүнээр үүссэн шинэ төрлийн бүтээгдэхүүн, жишээ нь нүүрстөрөгчийн шилэн алюминийн хайлшийн хоолой, нүүрстөрөгчийн шилэн керамик тормозны дискууд. Нүүрстөрөгчийн шилэн керамик тормозны дискууд өндөр температуртай үедээ тогтвортой үрэлтийн коэффициентийг хадгалдаг бөгөөд спортын машин, онгоцны тормозны системд ашигладаг. Тэдгээрийн ажиллах хугацаа нь металл тормозны дискаас 5 дахин илүү.

3. Матрицын төрлөөс хамааран янз бүрийн нийлмэл системийн гүйцэтгэлийг ялгаатай тохируулах

Нийлмэл матрицын материалд үндэслэн нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүнийг гурван томоохон системд хувааж, өөр өөр гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангах боломжтой:

• Смоллын суурьтай нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүн: эпоксидийн смол, фенолын смол, термопластик смол гэх мэтэд үндэслэсэн, хамгийн түгээмэл ангилал бөгөөд нийт эзлэх хувь нь 85%-иас дээш. Эпоксидийн смолд үндэслэсэн бүтээгдэхүүн нь механик шинж чанарын тэнцвэртэй байдаг бөгөөд агаарын тээврийн хэрэгсэл, спортын тоног төхөөрөмжинд ашиглагддаг; Фенолын смолд үндэслэсэн бүтээгдэхүүн нь галын аюулгүй байдлын чанар сайтай бөгөөд төмөр замын тээвэр, галын аюулгүй байдлын деталуудад ашиглагддаг; Термопластикийн смолд үндэслэсэн бүтээгдэхүүн нь дахин боловсруулж болох чанартай бөгөөд автомашин, цахилгаан хэрэгслийн хаалтуудад ашиглагддаг.
• Нүүрстөрөгчийн ширхэгтэй металл суурьтай бүтээгдэхүүн: Алюмин, титан, зэс гэх мэт металлуудын найрладас нь нүүрстөрөгчийн ширхэгийн хөнгөн жиндийг металл татвар, дулаан дамжуулах чанартай хослуулж, цахилгаан хэрэгслийн дулаан шингээгч детал, агаарын тээврийн хэрэгслийн цахилгаан дамжуулах бүтцийн деталуудад ашиглагддаг. Жишээ нь, цэвэр алюмины радиаторынхаа харьцуулахад нүүрстөрөгчийн ширхэгтэй алюминийн найрлагат радиатор нь дулаан шингээх үйлдвэрлэлийг 40%-иар нэмэгдүүлдэг.
• Нүүрстөрөгчийн ширхэгтэй керамик суурьтай бүтээгдэхүүн: Тэдгээр нь керамик дээр суурилсан бөгөөд онцгой өндөр температурын тэсвэрт чадалтай бөгөөд 1000 ℃-аас дээш температурт урт хугацаагаар ашиглах боломжтой. Тэдгээрийг авиацийн хөдөлгүүрийн турбины хөвч, аж үйлдвэрийн зуухны гадаргуу хийхэд ашигладаг. Энэ бүтээгдэхүүн өндөр өртөгтэй бөгөөд голчлон хязгаарлагдмал өндөр температурт ашиглагддаг.

4. Функциональ шинж чанараас хамаарсан онцгой нөхцөл байдалд зориулсан захидалтын дэд ангилал

Хэт ер бусын орчин эсвэл тусгай шаардлагад хариулан нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүн нь олон тооны үйлдлийн дэд ангилалд хөгжиж, хэрэглээний хязгаарыг өргөтгөсөн:

• Өндөр температурын тэсвэрт чадалтай нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүн: полиимид смол эсвэл керамик матриксээр хийгдсэн бөгөөд урт хугацаагаар 150-1000 ℃ температурт ашиглах боломжтой, өндөр температурт механик шинж чанарын хадгалалтын түвшин 85%-иас дээш байдаг бөгөөд авиацийн хөдөлгүүрийн деталиуд, аж үйлдвэрийн зуухны бүтэцдэд ашигладаг.
• Галын аюулгүй байдлын шаардлага хангасан нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүн: галын удаашруулагч нэмэгдсэн, гал удаашруулах чанар нь UL94 V0 түвшинд хүрч, шатах үед утааны нягт бага байдаг. Тэдгээр нь төмөр замын тээврийн хэрэгслүүдийн дотор тал болон барилгын галын аюулгүй байдлын бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ашигладаг.
• Цахилгаан дамжуулагч нүүрстөрөгчийн ширхэгийн бүтээгдэхүүн: Нүүрстөрөгчийн нано хоолой нэмж эсвэл металлуудын найрмал материалыг ашигласнаар гадаргуугийн эсэргүүцэл ≤ 10⁴ Ω байх бөгөөд цахилгаан соронзон хаалт, цахилгаан цэнэгийн эсрэг шаланд ашигладаг.
• Ислэгдэлтийн эсрэг тэсвэртэй нүүрстөрөгчийн ширхэгийн бүтээгдэхүүн: хүчил, шүлтэнд тэсвэртэй смолын матрицыг ашиглан далайн ус, химийн орчинд идэвхжихгүй байдалд орших ба далайн платформын бүтэц, химийн хоолойд ашигладаг.

Гол давуу тал: Үйлдвэрлэлийн салбарын өртгийг дахин боловсруулах зургаан гол онцлог

Карбон ширмийн бүтээгдэхүүнүүд өндөр түвшний үйлдвэрлэлд "төвлийн материал нөхөр" болох шалтгаан нь механик чанар, хөнгөн жин, орчны нөхцөлд дасан зохицох чадвар гэх мэт хэмжээсүүдэд эзэмшдэг нийтлэг давуу талаас үүдэж тэдгээрийн зах зээл дээрх орлох боломжгүй байр суурь бий болсон юм.

1. Дээд зэргийн хөнгөн жинтэй, өндөр хүчтэй давуу тал

Нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүний хөнгөн жинтэй байдал, өндөр хүчтэй байдал хоёрын тэнцвэр нь түүний гол өрсөлдөх чадвар юм. Түүний нягт зөвхөн 1.7-2.0г/см³ бөгөөд сталийнхын 1/4-1/5, цагаан тугалган сплавынхын 2/3 хэмжээтэй тэнцэнэ. Сунгалтын хүч нь 1500-3000МРа хүрч, стальтай харьцуулахад 5-10 дахин илүү бөгөөд тодорхой хүч (хүч/нягт) нь уламжлалт материалаас хамаагүй илүү. Агаарын болон ойртмолын салбарт нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүн ашигласнаар онгоцны жинг 30%-50% бууруулж, түлшний үр дүнтэй ашиглалтыг 15%-20% сайжруулдаг. Боинг 787 онгоц нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүнийг маш их хэмжээгээр ашигласнаар жилдээ нэг онгоц тутамд ойролцоогоор 12 сая ам.долларын түлшний зардлыг хэмнэдэг; автомашины салбарт нүүрстөрөгчийн шилэн биеийн хүрээ нийт жинг 40% бууруулахад нөлөөлж, 100 км дахь хурдасгалын хугацааг 1-2 секундээр богиносгох, түлшний хэрэгцээг 15%-иас дээш хэмжээгээр бууруулахад тусалдаг; салхины энергиийн салбарт 10МВт-ын салхины турбины хөвчний шилэн бүтээгдэхүүнд нүүрстөрөгчийн шил ашигласнаар жинг 25% бууруулж, цахилгаан үйлдвэрлэлийн үр дүнтэй ажиллагааг 5%-8% сайжруулдаг.

2. Яг ачаалал тэсвэрт чанар ба бат бөх чанар нь онцлох

Нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүн нь гайхалтай сунгалтын эсэргүүцэлтэй бөгөөд динамик ачааллын циклд 85%-90% хүртэлх хүчийг хадгалж чадах ба энэ нь сталийнхаас (50%-60%) илүү өндөр юм. Салхины энергиийн салбарт салхины турбины хөвүүрүүд 20 гаруй жилийн турш салхины ачааллын циклийг тэсвэрлэх шаардлагатай байдаг. Нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүнийг ашигласнаар сунгалтын хугацаанд гэмтэх эрсдэлийг 70%-иар бууруулж болно. Агаарын тээврийн салбарт онгоцны бие 10 мянга орчим взлет, посадкын вибрацын ачааллыг тэсвэрлэх шаардлагатай бөгөөд нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүний сунгалтын эсэргүүцэл нь деталийн ажиллах хугацааг 25 жил болон түүнээс илүү үргэлжлүүлэх боломжийг олгодог. Гадаад орчинд (нарны гэрэл, чийгшил, давсны туяа гэх мэт) нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүн нь 15-20 жилийн үйлчилгээний хугацаатай бөгөөд энэ нь уламжлалт металл материалуудаас 50%-иас дээш илүү их юм. Тэнгисийн платформ дээр нүүрстөрөгчийн шилэн хоолойнуудыг суурилуулснаар далайн усны идэвхитэй нөлөөллөөс үүдэлтэй давталттай солилтоос зайлсхийж, засвар үйлчилгээний зардлыг 60%-иар бууруулж болно.

3. Маш өндөр түвшний нугаламтгай дизайн болон зохиомжлох чадвар

Нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүн нь бүх хэмжээгээр захидалт дизайн хийх боломжийг олгох бөгөөд янз бүрийн нөхцөл байдалд тохирох хувийн шаардлагад идеалтай нийцнэ. Хэлбэрээр нь хялбар хавтан, хоолойгоос эхлээд онгоцны хөдөлгүүрийн капто ч орсон жигд бус бүтцийг оруулаад, хаягдал формоор ямар ч нарийн хэлбэрийг нарийвчлалын алдаа ≤±0.2 мм-ийн нарийвчлалтайгаар нарийн төвөгтэй хэлбэрт оруулан гаргаж авах боломжтой. Гүйцэтгэлээр нь нүүрстөрөгчийн ширхэгийн хэмжээ (1K-60K), давхаргын чиглэл (0°, 90°, ±45°), матрицын төрөл гэх мэт параметрүүдийг тохируулах замаар хатуулаг, зөөлөн чанар, температур тэсвэрт чанар зэрэг шинж чанарыг сайжруулж болно. Жишээлбэл, гольфийн цохигчийн бие нь зэргэлдээ давхаргын дизайнаар "өндөр толгойн хатуулаг + өндөр арын зөөлөн чанар"-ын тэнцвэрийг олж авдаг; Гадаад харагдацаар нь торлох арга, гадаргуугийн боловсруулалтаар өөр өөр байдал, өнгө гаргаж авч болох бөгөөд жишээлбэл, машиний дотор жаккард нүүрстөрөгчийн шилний сонгодог самбар ашиглах нь бүтээгдэхүүний престижийг дээшлүүлдэг.

4. Гайхалтай процессийн тохируулга ба загварчлалын үр ашиг

Карбон эдлэлүүд нь нэг бүрчлэн захидалгаатай болон массаар үйлдвэрлэх олон төрлийн хэрэгцээг хангах олон аргаар хэлбэржүүлэхтэй нийцтэй байдаг. Хавтан, хоолой шиг стандарт бүтээгдэхүүнүүдийн хувьд томоохон хэмжээгээр үйлдвэрлэхийн тулд шахалтын ба ороож хийх аргыг ашигладаг. Шахалтын хурд нь 5-10 м/мин хүрч чадах бөгөөд нэг үйлдвэрлэлийн шугамын өдрийн гарц 1000 метрээс дээш гарч болно; Нисэх онгоцны бүтэц, машин залууны хаалтаар зэрэг нарийн дүрст хэсгүүдийн хувьд зөөлрүүлсэн даралттай хэлбэржүүлэх, хэлбэржүүлэх аргыг ашигладаг бөгөөд хэлбэржүүлэх цикл зөвхөн 20-60 минут байдаг тул автомашин үйлдвэрлэх үйлдвэрийн хурдан үйлдвэрлэлтэнд тохиромжтой; Бага хэмжээний захидалгаат хэсгүүдийн (мэргэжлийн спортын тоног төхөөрөмж гэх мэт) хувьд цэвэр агаарын хайрцагт хэлбэржүүлэх технологийг ашиглах бөгөөд энэ нь өртөг багатай, хэлбэржилтийн чанар тогтвортой байдаг. Гэхдээ карбон эдлэлүүдийг боловсруулах үед гарах хаягдал зөвхөн 5%-8% байдаг бөгөөд энэ нь уламжлалт металл боловсруулалтын 15%-20%-иас хамаагүй бага байх тул материал хаях хэмжээг илүү ихээр бууруулдаг.

5. Олон талт үйлдэлийн өргөжилт

Үндсэн механик шинж чанаруудаас гадна нүүрстөрөгчийн шилжилтийн бүтээгдэхүүнүүд нь холимог засварлалаар баялаг функциональ шинж чанарыг олж авах болон хэрэглээний хязгаарыг өргөжүүлэх боломжтой. Цахилгаан соронзон бичил долгионыг хаах хувьд дамжуулах чадвартай нүүрстөрөгчийн шилжилтийн бүтээгдэхүүнүүд цахилгаан соронзон цацрагийн 99%-иас дээш хэсгийг хаадаг бөгөөд цэргийн техник, 5G суурин станцын давхаргад ашигладаг; Дулаан дамжуулах, дулаан зайлуулах хувьд нүүрстөрөгчийн шилжилт-металлын хольц бүтээгдэхүүний дулаан дамжуулах коэффициент нь хамгийн ихдээ 150 Вт/(м·К) хүрч, электрон төхөөрөмжийн CPU-ийн дулаан зайлуулагч болон ашигладаг; Хэлбэлзэл бууруулах хувьд нүүрстөрөгчийн шилжилтийн бүтээгдэхүүний хэлбэлзлийг бууруулах хурд нь гангаас 10 дахин илүү байдаг тул автомашины хөндий ба үйлдвэрийн машин тоног төхөөрөмжийн ажиллаж байх үеийн шуугиан, элэгдлийг бууруулдаг; Рентген туяа нэвтрэх чадварын хувьд нүүрстөрөгчийн шилжилтийн бүтээгдэхүүнүүдийг анагаахын тоног төхөөрөмжийн цацрагийн хамгаалалтын хавтан болгон ашиглах боломжтой бөгөөд хамгаалалт, хөнгөн жин хоёрыг тэнцвэржүүлдэг.

6. Урт хугацаатай бүх насны мөчлөгийн өртгийн давуу тал

Нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүний анхны худалдан авах өртөг нь харьцангуй өндөр байдаг (гошихоос ойролцоогоор 10-20 дахин их) ч бүтэн амьдралын мөчлөгийн өртгийн давуу тал нь илүү их байдаг. Тээврийн хэрэгслүүдийн салбарт нүүрстөрөгчийн шилэн хэсгийг ашигласнаар машин бүрээс 250 кг-аас дээш жин хөнгөрч, машин тус бүр жилд 42000 кВтц цахилгаан хэмнэх боломжтой бөгөөд 10 жилийн амьдралын мөчлөгт нийт зардлыг 30%-иар бууруулдаг; Үйлдвэрийн тоног төхөөрөмжийн салбарт нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүний исэлдэхээс хамгаалах чадвар нь засварын мөчлөгийг 1 жилээс 5 жил болтол сунгаж, тоног төхөөрөмжийн засварын зогсонгийн хугацааг 40%-иар бууруулж, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг 15%-иар нэмэгдүүлдэг; Агаарын нислэгийн салбарт нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүний жингийн хөнгөрөлт нь түлшний хэрэгцээ, тээврийн зардлыг бууруулдаг. Boeing 787 онгоц жин хөнгөрснөөр түлш хэмнэснээрээ материаллаг зардлын нэмэгдэл өртгийг 5 жилийн дотор нөхөн төлөв. Мөн термопластик нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүнийг дахин боловсруулан ашиглах боломжтой бөгөөд дахин боловсруулсан материалын гурван хувийн 70%-иас дээш чанар хадгалагдаж, анхдагч материаллах зардлыг илүү ихээр бууруулдаг.

Борлуулалтын процессийн гол онцлог: анхдагч материал бүтээгдэхүүнд хүртэлх нарийвчилсан удирдлага ба өртгийн нэмэгдэл

Карбон ширмийн бүтээгдэхүүний давуу тал нь нарийвчилсан үйлдвэрлэлийн технологи болон бүх процессын чанарын шалгалтанд оршино. Энэхүү технологийн систем нь бүтээгдэхүүний нэгдмэл чанарыг хангахад зайлшгүй нөхцөл болох ажиллагаа, өртгийн хооронд оновчтой тэнцвэрийг бий болгох бөгөөд ангиллын өрсөлдөх чадварыг дэмждэг.

1. Үндсэн формжуулалтын процесс: бүх ангилалд тохирсон олон талт технологийн систем

Карбон ширмийн бүтээгдэхүүний формжуулалтын процесс нь бүтээгдэхүүний хэлбэр болон гүйцэтгэлийн шаардлагатай холбоотойгоор уян хатан сонгогддог бөгөөд голчлон дөрвөн технологи нь бүтээгдэхүүний 90%-иас дээш ангиллыг хамардаг:

• Татаж гарган формжуулах процесс: хавтан, хоолой зэрэг шугаман профилийг үйлдвэрлэхэд голчлон ашигладаг. Нүүрстөрөгчийн ширмийн ноос/даавууг таталтын төхөөрөмжийн тусламжтайгаар смолын саванд тасралтгүй оруулж, нэвтрүүлээд дараа нь халуун эдлэлээр батжуулан хэлбэр болгодог. Энэхүү технологийн үйлдвэрлэлийн үр дүн маш өндөр бөгөөд, шугамын хурд нь 5-15 м/мин байдаг ба бүтээгдэхүүний чанар нь жигд байдаг. Смолын агуулгын хяналтын нарийвчлал ±1% хүртэл бөгөөд томоохон үйлдвэрлэлд тохиромжтой. Жишээ нь, нүүрстөрөгчийн ширмийн хоолой үйлдвэрлэх шугамд ганц шугамаар өдөрт 2000 метр хүртэл гарган авах боломжтой бөгөөд бүтээгдэхүүний шулуун байдлын алдаа ≤ 0.5 мм/м байна.
• Ороож хэлбэрлэх технологи: цилиндр эсвэл эргэх бүтээгдэхүүн (даралттай сав, хоолой, ракетын бүрхүүл гэх мэт) үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг ба карбоны ширмийн препрегийг уридчилан тодорхойлсон өнцгөөр намянаар ороож, дараа нь халааж батжүүлдэг. Ороосон өнцгийг нарийвчлан удирдаж боломжтой (0°-90°) бөгөөд бүтээгдэхүүнд тэнхлэгийн болон тойргоор чиглэлд хамгийн тохиромжтой хүч чадлын тархалтыг үүсгэх боломжийг олгодог. Жишээ нь спираль ороосон технологийг ашигласнаар өндөр даралттай хийн баллоны дутуу даралт 80МРа-аас дээш хүрч, уламжлалт металл хийн баллоноос хамаагүй илүү өндөр байдаг.
• Шахалтын хэвлэлтийн процесс: хэвийн шаардлага дагуу нүхэнд нь нугаламт нүүрсөн уусмал байрлуулж, халааж (120-180 ℃) дарж (0.5-1.5MPa) бэхлэх арга юм. Энэхүү арга нь нарийвчлал сайтай (≤±0.2 мм), массовоор үйлдвэрлэх боломжтой. Нэг горимын үйлдвэрлэлийн мөч 20-60 минут бөгөөд Tesla-ийн нүүрсөн уусмалын арын савганзийг ийнхүү үйлдвэрлэдэг. Ийм арга нь транспортны дотор харагдах хэсэг, спортын тоног төхөөрөмж зэрэг муруй хэлбэтэй деталиудад тохиромжтой.
• Халуун дарж хэвшүүлэх үйл явц: Өндөр түвшний агаарын нисэх тоноглолын бүтцийн хэсгүүд (жишээ нь: нисэх онгоцны далавч, дугуй цагирган гадаргуу) -д ашиглагддаг нүүрстөрөгчийн шилэн утасны предпрегийг давхарлан халуун шахах саванд тавиад өндөр температур, өндөр даралтын орчинд (температур 150-200 ℃, даралт 0.8-1.2MPa) баталгаажуулдаг. Энэхүү технологийн явцад смола бүрэн нүүрстөрөгчийн утасны дахин ороодог, бүтээгдэхүүний дотоод доголдол 0.3%-аас бага байдаг бөгөөд механик чанар тогвортой байдаг. Boeing болон Airbus компанийн гол нисэх онгоцны загварууд энэхүү технологийг ашиглан цөмийн бүтцийн хэсгүүдийг үйлдвэрлэдэг.

2. Гол процессийн удирдлагын цэгүүд: Бүтээгдэхүүний чанарыг тодорхойлох таван үндсэн холбоо

Нүүрстөрөгчийн утасны бүтээгдэхүүний чанарын тогвортой байдал нь бүх үйлдвэрлэлийн процессын нарийвчилсан удирдлагаас шалтгаалдаг бөгөөд энэ нь таван гол холбоогоор шууд тодорхойлогдоно:

• Нүүрстөрөгчийн утасны анхдагч материал сонгох: Бүтээгдэхүүний гүйцэтгэлийн шаардлагад суурилан тохиромжтой нүүрстөрөгчийн ширхэгийн хэмжээ, модулийн ангиллыг сонгоно. Нисэх онгоцны бүтээгдэхүүнд 40T эсвэл түүнээс дээш (1K-6K) өндөр модултай жижиг багцуудыг сонгох бөгөөд үйлдвэрлэлийн бүтээгдэхүүнд 24T эсвэл түүнээс бага (48K эсвэл түүнээс дээш) том багцуудыг сонгоно; мөн нүүрстөрөгчийн ширхэгийн хатуулаг, модуль, нүүрстөрөгчийн агууламж зэрэг үзүүлэлтүүдийг эрхшээлтэй шалгаж, шаардлага хангахгүй анхдагч материалыг үйлдвэрлэлд хэрэглэхийг эрхшээлтэй хориглоно.
• Урьдчилан нэрээсэн материалийн бэлтгэлтийн хяналт: Урьдчилан нэрээсэн материалийн смолын агууламж болон нэгэн төрлийн байдал шууд л бүтээгдэхүүний гүйцэтгэлд нөлөөлдөг. Халуун цэвэрлэгээний эсвэл уусмалын нэрээсгэх аргаар бэлтгэх үед смолын агууламжийг 30%-50% хооронд, алдаа нь ±1% байхаар хяна. Компьютерээр удирдагддаг нэрээсгэх тоноглолоо ашиглан нүүрстөрөгчийн ширхэг бүрийг нэгэн төрлийн смолоор бүрхэхийг хангаж, орчим хэсэгт наалт багасахтай холбоотой сул талыг үүсэхээс сэргийлнэ.
• Давхаргын загварчлал ба хэрэгжүүлэлт: Бүтээгдэхүүний хүчдэлийн шинжилгээнд үндэслэн, ширхэгийн чиглэл, давхаргын тоо болон дарааллыг тодорхойлох зорилгоор давхаргын байршлын загварыг боловсруулна. Жишээ нь, ачааллыг даах бүтэц нь 0°/90° ээлжлэн давхарлах бөгөөд мөргөлдөөний эсэргүүцэлтэй бүтэц нь ±45°-ийн давхаргыг ашигладаг; Давхаргын байршуулах технологийн үед ±0.1 мм нарийвчлалтай автомжуулсан утасны байршуулагч машин ашиглан гар ажиллагааны үед үүсэх ширхэгийн зөрүүг саатуулна.
• Хийж баталгаажуулах параметрүүдийг нарийвчлан удирдах: Смолын төрлөөс хамааран хийж баталгаажуулах температур, даралт, хугацааг тохируулна. Халуунд хатамхай смолуудыг хурдан халаахаас болон пузыр үүсэхээс сэргийлэхийн тулд халаах хурдыг (2-5℃/мин) хянах шаардлагатай; Смол бүрэн хатаж, хэт хаталт явагдахаас сэргийлэхийн тулд дифференциал сканирууд калориметр (DSC) ашиглан хийж баталгаажуулах зэргийг бодит цагт хяна.
• Дараа обработлогдох ба чанарын шалгалт: Эдгээр бүтээгдэхүүн нь хэмжээний нарийвчлал, гадаргын жигд байдлыг хангахын тулд ирмэх, засварлах зэрэг нэмэлт боловсруулалтад дамжих ёстой; Бүтээгдэхүүний тус бүрэн дээжийг хандвалт, нугалах болон дурангийн эсэргүүцлийн шинж чанараар шалгах шаардлагатай. Дотоод доголдолыг илрүүлэхийн тулд дууны долгион, рентген шинжилгээ зэрэг гэмтэл илрүүлэх аргачлалыг ашигладаг бөгөөд доголдлыг илрүүлэх магадлал 99,9% байна.

3. Технологийн шинэчлэлтийн чиг хандлага: Ангиллын шилжилтийг дэмжих гурван чиглэл

Үйлдвэрлэл нь процессийн шинэчлэлээр карбон ширмийн бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл, үнэ харьцааг сайжруулсаар байгаа бөгөөд шинэчлэлийн гурван чиглэл ангилалийн хөгжлийг удирдаж байна:

• Автомжуулалт ба оюунлаг үйлдвэрлэл: Эдийн зүйн материал сонгох, давхарлуулах, хатууруулах, шалгах гэх мэт бүх процессыг автоматжуулахын тулд индустрийн робот, хиймэл оюун ухааны хараа шалгалт, дижитал толь технологийг нэвтрүүлсэн. Жишээ нь, автомжуулсан утас тавих төхөөрөмжийн утас тавих хурд гар ажиллагаанаас 10 дахин хурдан байдаг ба хиймэл оюун ухааны илрүүлэлтийн систем нь ширхэг зөрөх, холбогчийн бусад гэмтлийг бодит цагт илрүүлж, бүтээгдэхүүний нэг төрлийн алдааг ±0.1 мм хүртэл багасгадаг.
• Бага зардалтай технологийн судалгаа, хөгжүүлэлт: Том пакеттай нүүрстөрөгчийн ширхэг хэлбэр болгох технологи, уусгагчгүй урьдчилан нэрэх арга, хурдан хатдаг смолын системийг хөгжүүлж үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулсан. Том пакеттай нүүрстөрөгчийн ширхэгийн үнэ жижиг пакеттайгаас гурваас нэгээс тавны нэг хүртэл байдаг бөгөөд том пакет ашиглан үйлдвэрлэсэн салааны хувьд 40% зардал буурна; хурдан хатдаг смол формжилтын мөчлөгийг 10 минутаас бага хугацаанд хураангуйлж, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг сайжруулдаг.
• Цэвэр, дахин боловсруулах технологийн хэрэглээ: Термопластик нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүний дахин боловсруулалт, ашиглалтын технологийг дэмжих, хайлуулах, хэлбэржүүлэх замаар анхдагч материал дахин ашиглах боломжийг бий болгох, 80%-иас дээш хувийн дахин боловсруулалт хийх; Ургамлын гаралтай смолын эдлэл ба нүүрстөрөгчийн шилний нийлмэл технологийг хөгжүүлэх, нефтьн суурьтай анхдагч материалын хэрэгцээг бууруулах, VOC ялгаралтыг 90%-иас дээш хувиар бууруулах, ногоон үйлдвэрлэлийн чиг хандлагатай нийцэх.