A-9 ekstra tynn karbonfiberprepreg

Ekstra tynn karbonfiberprepreg: en innovativ løsning innen lette komposittmaterialer

I felt som krever streng materialeytelse, som luft- og romfart, høyteknologisk utstyr og nye energikjøretøyer, har lettvikt og høy styrke alltid vært hovedmål. Som et innovativt produkt innen komposittmaterialer har ekstra tynn karbonfiberprepreg kjernefordelen «ekstremt lett og tynn», og bryter tradisjonelle begrensninger for prepreg når det gjelder vekt, tykkelse og ytelse, og gir nye muligheter for produksjon av høyteknologiske strukturelle komponenter. Produktene representert ved 10 gram karbonfiberprepreg og 15 gram karbonfiberprepreg, kombinert med de strukturelle egenskapene til ensrettede karbonfiberprepreg og den høye styrken til 24T ensrettet karbonfiberprepreg, har blitt i fokus på dagens marked for lettviktsmaterialer

Kjernefordel: omdefinerer ytelsesgrensen for karbonfiberprepreg

1. Ultimate lettvikt og ekstremt tynne egenskaper, som bryter gjennom begrensningene til tradisjonelle materialer

Den ekstra tynne karbonfiberprepregen har »lavt fibervekt per flateenhet« som hovedfokus. Den kan for øyeblikket oppnå et minimumsvekt på 10 gram per kvadratmeter. Med et harpiksinnhold på 50 % er totalvekten av prepregen bare 20 gram per kvadratmeter, langt under vektnivået for vanlig karbonfiberprepreg. Når det gjelder tykkelse, er produktets tykkelse redusert med mer enn 30 % sammenlignet med vanlig prepreg, takket være lav fiberoverflatetetthet og en optimalisert harpikkinnbrenningsprosess. Dette gjør det enkelt å tilpasse seg scenarier med strenge krav til plassstørrelse, som tynnveggede strukturelle komponenter og kabinetter for presisjonselektroniske deler.

Tar man 10 gram karbonfiber preimpregnert og 15 gram karbonfiber preimpregnert som eksempler, fortsetter begge sine ekstra tynne egenskaper: modellen på 10 gram fokuserer på «ultimativ lettvekt» og er egnet for vektkritiske innvendige deler i luftfart, dronekarosseri osv.; Modellen på 15 g balanserer strukturell stabilitet med lettviktsdesign og kan brukes til batterideksler i nye energiforskningsbiler, rammeverk til utstyr for high-end sport osv., og dermed oppfylle behovet om «lett men ikke svak» ytelse i ulike scenarier. Samtidig følger produktet strengt standarden for tetthet av ekstra tynn karbonfiber preimpregnert på minst 5 %, noe som sikrer jevn fordeling av fiber og harpiks samtidig som det er lett, og unngår ytelsessvingninger forårsaket av for lav tetthet.

2. Unidireksjonell struktur som gir styrke, oppnår ytelsessprang med styrke på 24T-nivå

Som kjerneprodukt i den unidireksjonelle karbonfiberprepreg-familien, bruker dette ekstremt tynne prepregen en unidireksjonell fiberoppstilling med en fiberkonsistens på over 99 %, noe som maksimerer de aksiale mekaniske egenskapene til karbonfibrene. Spesielt maksimerer 24T unidireksjonell karbonfiberprepreg sin styrkefordel – 24T representerer strekkstyrkeklassen til karbonfiberen. Dette modellen viser fremragende ytelse i grunnleggende mekaniske tester ved optimalisering av fibrervikleteknologi og harpiksformel: sammenlignet med vanlig unidireksjonell karbonfiberprepreg er 0° strekkstyrke økt med 50 % og 0° strekkmodul økt med 16 %.

Denne ytelsesforbedringen betyr at komponenter produsert med 24T unidireksjonalt karbonfiberprepreg under samme strukturelle design kan tåle større aksial strekk og belastning, samtidig som materialbruk reduseres; og modeller med lav tetthet, som 10 gram og 15 gram, kan oppnå gjennombrudd når det gjelder de doble kravene om «høy styrke + lett vekt». For eksempel kan satellittstativer i luft- og romfartsindustrien laget av disse materialene redusere egenvekt med 15–20 %, samtidig som strukturell stabilitet under baneoperasjoner sikres og utskytningskostnader reduseres.

3. Betydelig sprekkmotstand og forlenget levetid for sammensatte materialer

Tynning er en annen kjerneegenskap ved dette ekstra tynne karbonfiberprepregen, som direkte fører til et stort framskritt i sprekkmotstanden hos komposittmaterialer. Tradisjonelt vanlig prepreg er på grunn av sin store tykkelse utsatt for indre mikrosprekker forårsaket av harpikskrymping og spenningskonsentrasjon under formingsprosessen. Når sprekker oppstår, kan de lett spres raskt i det tykke lagmaterialet, noe som til slutt påvirker levetiden til komponenten; det ekstra tynne prepregen er designet med tynne lag for å kontrollere materialtykkelsen på mikrometer-nivå, noe som resulterer i et tettere grensesnitt mellom fiber og harpiks og en jevnere spredning av spenninger.

Faktiske tester har vist at sammensatt materiale laget med dette ekstra tynne impregnerte materialet har en forbedring på over 40 % i motstand mot revneinitiering sammenlignet med vanlige impregnerte sammensatte materialer, og har en betydelig bedre ytelse når det gjelder undertrykkelse av revnespredning. Når materialet utsettes for ytre påvirkning og danner små revner, kan den ekstra tynne lagstrukturen effektivt hindre at revnen utvikler seg dypere. Samtidig kan samvirkeffekten mellom harpiks og fiber absorbere noe av støtets energi, og dermed unngå ytterligere revneutvidelse. Denne fordelen gjør det svært verdifullt i komponenter som vindturbinblad og høytrykks gasslagertanker som må tåle dynamiske belastninger over lang tid, og forlenger produktets vedlikeholdssykluser og levetid betraktelig.

4. Høy designfleksibilitet og lav gjentakbarhet for å oppfylle skreddersydde behov

I forhold til begrensningene ved standardisert produksjon og begrensede tilpasningsscenarier for vanlige prepreg-materialer, har dette ekstra tynne karbonfiberprepregen bedre designmuligheter. På den ene siden dekker produktet ulike spesifikasjoner for fibervekt per arealenhet, som for eksempel 10 gram og 15 gram, og kombineres med ensrettede karbonfibre i ulike styrkeklasser, som for eksempel 24T. Harstoffinnholdet (50 % referanseverdi kan tilpasses innenfor et område på ± 5 %) og fiberretningen (støtter ensrettet, tverrettet og andre oppstillinger) kan justeres i henhold til kundens behov, noe som gjør det egnet for mangfoldige produksjonsbehov – fra presisjonskomponenter for elektronikk til store strukturelle deler. På den andre siden følger produktet strengt kravet om at «likheten mellom produkter innen samme kategori ikke bør overstige 70 %». Gjennom differensierte prosessparametere og formelutforming unngår det homogen konkurranse med lignende produkter og gir kunder mer unike materialløsninger.

For eksempel, innen høyteknologisk medisinsk utstyr, trenger kunder å tilpasse lette, høyst sterke og biokompatible strukturelle komponenter for kirurgiske robotarmer. Dette ekstra tynne karbonfiberprepregen kan levere en ensrettede modell med en overflatetetthet på 15 gram/kvadratmeter og 24T styrke, kombinert med medisinsk grad harpiks, for å oppfylle tilpassede krav om «lå vekt, tilstrekkelig stivhet og ingen frigjøring av skadelige stoffer»; I feltet ny energi-kjøretøy, for å møte behovet for lettviktelsesbatteripakker, kan ekstra tynne modeller som veier 10 gram per kvadratmeter kombineres med metallbaserte underlag for å redusere vekten på batteripakker samtidig som slagfastheten forbedres gjennom sprekkmotstand, og dermed sikre kjøresikkerhet.

5. Sterk prosessanpassningsevne og kompatibilitet med dominerende teknologier for formgiving av komposittmaterialer

Selv om dette ekstremt tynne karbonfiberprepregen har betydelige ytelsesfordeler, beholder det utmerket prosessanpasselighet og er kompatibelt med dominerende produksjonsprosesser for komposittmaterialer, som varmpresformning, kompresjonsformning og automatisk trålleddingsformning, uten at kunder trenger å modifisere produksjonsutstyr. Under varmpresformningsprosessen kan den ekstremt tynne lagstrukturen akselerere harpiksflyt og avfukting, redusere restbubbler og forbedre formkvaliteten til komposittmaterialer; I automatiske trålleddingsprosesser gjør lav overflatetetthet det lettere for prepregen å feste seg til komplekse kurvede flater, noe som reduserer risikoen for lagringer, og er spesielt egnet for automatisert produksjon av komplekse strukturelle komponenter i luft- og romfartsindustrien.

Samtidig har lagring og brukervennlighet for produktet også blitt optimalisert – ved bruk av vakuumforseglet emballasje kan det lagres i mer enn 6 måneder ved -18 ℃, og det kan brukes uten lengre oppvarming etter uttak, noe som reduserer produksjonstiden; I sammenligning med vanlig prepreg er fiberne mindre utsatt for flising og delaminering under skjæring, noe som kan redusere avfall og ytterligere kontrollere produksjonskostnader.