Препрег UHN-46T из однонаправленного углеродного волокна

UHN-46T однонаправленный препрег из углеродного волокна: эталонный материал для обеспечения легкости и высокой прочности в области высоких технологий

В таких областях, как аэрокосмическая промышленность, высококлассные автомобили и промышленное оборудование, где требуются экстремальные характеристики материалов, препрег из однонаправленного углеродного волокна UHN-46T стал ключевым решением благодаря сочетанию «сверхвысокого модуля + универсальной адаптации». Основной показатель производительности этого продукта — модуль волокна 46 ГПа (46TON), охватывающий различные спецификации поверхностной плотности углеродного волокна: 25 г, 30 г, 54 г, 100 г, 200 г и т.д. Поддерживаются индивидуальные заказы по ширине от 1 до 1,2 метра, а также регулировка системы смол по требованию. Продукт совместим со стандартами производительности 40T препрега из однонаправленного углеродного волокна. Строго соблюдается минимальный порог плотности — не менее 5%, а повторяемость продукции одной категории не превышает 70%. Продукт обладает такими основными преимуществами, как высокая прочность, низкая плотность и высокая усталостная стойкость, а также может удовлетворять потребности в производстве нестандартных деталей за счёт гибкости формования, обеспечивая двойную гарантию «лёгкости + высокой прочности» для несущих конструкций самолётов, кузовов спортивных автомобилей, высококачественных товаров для культуры и спорта и т.д., преодолевая ограничения традиционных материалов по производительности и технологической адаптации.

Основные преимущества: многомерная ценность прорывов в производительности, гибкая настройка и адаптация ко всем сценариям использования

1. Ультравысокий модуль 46 ГПа, определяющий эталон прочности для высокопроизводительных материалов

Основная конкурентоспособность препрега UHN-46T из однонаправленного углеродного волокна заключается в модуле волокна 46 ГПа (46TON), который значительно превышает показатели обычного препрега из однонаправленного углеродного волокна и даже соответствует сценариям применения препрега 40T из однонаправленного углеродного волокна. Он может обеспечивать более высокую жесткость при меньшем весе в несущих конструкционных элементах. Конструкция с однонаправленным расположением волокон (с однородностью направления волокон 99,8 %) в полной мере раскрывает осевые механические свойства углеродного волокна. По результатам испытаний прочность на растяжение под углом 0° может достигать более 2800 МПа, что на 35 % выше, чем у обычного препрега из однонаправленного углеродного волокна 30T; Предел прочности при изгибе превышает 2200 МПа, а при длительных динамических нагрузках, таких как вибрации при полете самолета или неровности при высокоскоростном движении, коэффициент сохранения усталостной прочности по-прежнему превышает 90 %, что значительно выше отраслевого среднего показателя в 80 %.

В то же время плотность продукта строго контролируется на уровне не менее 5%, чтобы обеспечить равномерное распределение углеродных волокон в препреги, без каких-либо слабых мест, вызванных локальной разреженностью волокон. В качестве примера можно привести элементы крыла летательных аппаратов в аэрокосмической отрасли: после использования однонаправленного углепластика UHN-46T масса деталей снижается более чем на 50% по сравнению с традиционными алюминиевыми сплавами, при этом жесткость увеличивается на 40%, что напрямую снижает расход топлива и взлетный вес самолета; при использовании в высоконапорных сосудах промышленного оборудования их высокая прочность позволяет уменьшить толщину стенки сосуда на 30% при одновременной способности выдерживать более высокие давления, удовлетворяя двойным требованиям безопасности и эффективности в промышленном производстве.

2. Покрытие множества спецификаций по поверхностной плотности, точное соответствие требованиям к эксплуатационным характеристикам в различных сценариях

Продукт разработан на основе «поверхностной плотности углеродного волокна» и включает широкую спецификацию — от сверхтонкой 25 граммов/квадратный метр до тяжелой 200 граммов/квадратный метр. Его можно гибко выбирать в зависимости от требований к весу и прочности различных компонентов в разных областях, обеспечивая эффективную адаптацию по принципу «выбор материала по требованию»:

• сверхтонкие спецификации 25 граммов/квадратный метр, 30 граммов/квадратный метр: с акцентом на «максимальное облегчение», подходит для прецизионных компонентов, чувствительных к весу, таких как премиальные удилища и клюшки для гольфа. В качестве примера: удилище из 25 граммов препрега из углеродного волокна весит на 20% меньше по сравнению с обычными удилищами из углеродного волокна и обладает лучшей прочностью, выдерживая большее натяжение от рыбы без риска поломки; спецификация 30 г подходит для лыжных палок, снижает весовую нагрузку на спортсмена при замахе, обеспечивая при этом устойчивость к изгибу и повышая гибкость движений.
• средние спецификации: 54 г/м², 100 г/м² сочетание легкости и структурной устойчивости, подходит для автомобильной промышленности и железнодорожных перевозок, например, для внутренних панелей дверей спортивных автомобилей и каркасов сидений метро. Компоненты автомобильных дверей, изготовленные из 54 граммов препрега из углеродного волокна, имеют снижение веса на 45% по сравнению с металлическими компонентами и повышение ударопрочности на 30%; Спецификация 100 г используется для каркасов сидений метро, что позволяет снизить вес транспортного средства, обеспечивая высокую жесткость и предотвращая деформацию конструкции при длительном использовании.
• высокий весовой показатель 200 г/м²: с акцентом на «высокопрочную несущую способность», подходит для основных конструкционных элементов авиакосмической и промышленной техники, таких как хвостовые оперения самолетов и трубопроводы высокого давления. Хвостовое оперение самолета, изготовленное из этого материала, способно выдерживать экстремальные воздушные потоки и сохранять стабильную работоспособность в условиях высокогорья и низких температур; при использовании в трубопроводах высокого давления возможно бесшовное формование методом намотки с допустимым давлением свыше 50 МПа, что отвечает требованиям промышленной транспортировки под высоким давлением.

Все спецификации поддерживают индивидуальную настройку с шириной от 1 до 1,2 метра, что уменьшает количество стыков при производстве крупногабаритных деталей и снижает технологические издержки и риски качества.

3. Преимущества по всем показателям размерных характеристик, подходит для сложных условий эксплуатации

Помимо основных механических свойств, препрег из однонаправленного углеродного волокна UHN-46T также обладает многомерными эксплуатационными преимуществами, что позволяет применять его в сложных условиях использования в различных областях:

• Подавление вибрации и износостойкость: Продукт обладает превосходными характеристиками подавления вибрации, эффективно поглощая вибрационную энергию, снижает шум и износ компонентов в узлах, склонных к вибрации, таких как шасси автомобилей и промышленные станки; коэффициент трения составляет всего 0,15 (для обычных металлов около 0,5), а износостойкость на 25 % выше по сравнению с обычным препрегом из углеродного волокна. Подходит для механических соединений и передаточных элементов с частым трением.
• Стойкость к коррозии и длительный срок службы: Система смолы использует устойчивую к кислотам и щелочам модифицированную формулу, а срок службы в агрессивных средах, таких как морские суда и химическое оборудование, может достигать более 15 лет, что на 50 % дольше, чем у обычной пропитанной углеволоконной ленты. Например, при использовании в конструкциях опор палубы судна она способна выдерживать воздействие солевого тумана морской воды и предотвращать разрушение конструкции из-за старения материала.
• Высокая пластичность и простота обработки: Изделие может быть изготовлено в виде детали любой формы в соответствии с формой пресс-формы — будь то сложная криволинейная поверхность стенки салона самолета или обтекаемая конструкция шасси спортивного автомобиля, материал плотно прилегает к форме, а погрешность размеров после формовки контролируется в пределах ±0,2 мм. При этом волокна при обработке практически не пушируются и не расслаиваются, процент брака составляет менее 5 %, что значительно ниже отраслевого среднего показателя в 10 %, что снижает производственные затраты.

4. Настройка системы смолы для соответствия специфическим требованиям производительности в конкретных сценариях

В отличие от традиционных препрегов с фиксированными формулами, препреги UHN-46T на основе однонаправленного углеродного волокна поддерживают корректировку системы смолы по требованию и могут оптимизировать свои характеристики в соответствии со специальными потребностями различных областей применения:

• В аэрокосмической отрасли используются термостойкие смолы, позволяющие сохранять стабильные свойства препрега при температурах выше 150 °C, что делает их пригодными для использования во внешних компонентах авиационных двигателей.
• В автомобильной промышленности применяются быстротвердеющие смолы, сокращающие время отверждения до менее чем 30 минут и повышающие эффективность массового производства деталей спортивных автомобилей.
• В морском и химическом машиностроении используются коррозионностойкие смолы, повышающие устойчивость материалов к морской воде и химическим реагентам, а также увеличивающие срок службы оборудования.
• В области высококачественных товаров для культуры и спорта используется высокопрочная смола, повышающая устойчивость продукта к ударным и изгибающим нагрузкам. Например, ствол клюшки для гольфа может смягчать силу удара за счет прочности смолы в случае случайного воздействия, предотвращая разрушение.

Специализированные смоляные системы не только расширяют границы применения продуктов, но и обеспечивают оптимальные характеристики в каждом конкретном случае, избегая избыточности или недостаточности производительности, вызванных использованием универсальных материалов «один размер подходит всем».

5. Дифференцированный дизайн, формирование барьеров рыночной конкуренции

Среди однонаправленных продуктов препрега из углеродного волокна одной категории продукт UHN-46T обеспечивает основную конкурентоспособность:

• Технологическое отличие: Самостоятельно разработанный процесс обработки поверхности волокна увеличивает прочность сцепления между углеродным волокном и смолой на 40%, предотвращая отслаивание на границе раздела, которое часто возникает при использовании традиционного препреги; выбор волокна с модулем 46 ГПа обеспечивает лидирующие характеристики среди продуктов одной категории и совместим с условиями уровня 40T, охватывая более широкий спектр рыночных требований.
• Дифференциация услуг: Помимо индивидуальных спецификаций и смол, мы также предоставляем сопутствующую технологическую поддержку, например, оптимизацию параметров горячего прессования для клиентов из аэрокосмической отрасли, а также руководство по технологиям формования для автопроизводителей, помогая им быстро внедрить производство и снизить технические барьеры.
• Дифференциация по стоимости: Благодаря крупносерийному производству и оптимизации процессов, при сохранении высокой производительности стоимость наиболее распространённых спецификаций, таких как 25 г и 30 г, контролируется на уровне ниже среднего по отрасли на 15%, что предоставляет клиентам возможность выбора варианта с «высокой производительностью и высокой экономичностью» и позволяет избежать ценового давления, вызванного однородной конкуренцией.