A-9 ултра танак прегрег од једновлачаног угљеничног влакна

Ултра танак прегрег од карбонске vlакна: иновативно решење у области лаких композитних материјала

У областима као што су аерокосмичка индустрија, високотехнолошка опрема и возила на нову енергију, које захтевају строге перформансе материјала, лакоћа и висока чврстоћа увек су биле кључни циљеви. Као иновативни производ у области композитних материјала, ултра танки прегрег од карбонске влакна има кључну предност „екстремне лакоће и танкоће“, разбијајући ограничења традиционалних прегрега у погледу тежине, дебљине и перформанси, омогућавајући нове могућности за производњу високо прецизних структурних делова. Производи представљени са 10 грама прегрега од карбонске влакна и 15 грама прегрега од карбонске влакна, у комбинацији са структурним карактеристикама унудиrectionалног прегрега од карбонске влакна и предношћу високе чврстоће 24T унудиrectionалног прегрега од карбонске влакна, постају фокус тржишта лаких материјала.

Кључна предност: редефинисање границе перформанси прегрега од карбонске влакна

1. Konačne lagane i ultra tanko karakteristike, probijanje ograničenja tradicionalnih materijala

Ultra tanki karbonski preprez ističe se sa „niskom težinom vlakana po jedinici površine“ kao glavnom prednošću. Trenutno može postići minimalnu težinu vlakana po kvadratnom metru od 10 grama. Sa sadržajem smole od 50%, ukupna težina prepreza iznosi samo 20 grama po kvadratnom metru, znatno nižu u odnosu na nivo težine običnog karbonskog prepreza. U pogledu debljine, zahvaljujući niskoj gustini vlakana na površini i optimizovanom procesu prodiranja smole, debljina proizvoda smanjena je za više od 30% u poređenju sa običnim preprezom, što omogućava laku prilagodbu scenarijima sa strokim zahtevima za veličinom prostora, kao što su tanke strukturne komponente i kućišta preciznih elektronskih delova.

Узимајући 10 грама прегрега карбонске vlакна и 15 грама прегрега карбонске vlакна као примере, оба настављају своје ултра танке карактеристике: модел од 10 грама фокусира се на „крайњу лаганост“ и погодан је за делове у аеропростору осетљиве на тежину, корпусе дронова итд; модел од 15 грама равнотежи структурну стабилност са лаганом конструкцијом и може се користити за поклопце батеријских пакета возила нове енергије, оквире висококвалитетне спортске опреме итд, испуњавајући потребе употребе „лак, али не слаб“ у различитим сценаријима. У исто време, производ строго прати стандард густине ултра танког прегрега карбонске vlакна која није мања од 5%, осигуравајући равномерну дистрибуцију vlакана и смоле и при том остајући лаган, избегавајући флуктуације перформанси услед недовољне густине.

2. Емповормент унидирекционалне структуре, постизање скока у перформансама снаге нивоа 24T

Као основни производ породице прегрега једносмерног карбон влакна, овај ултра танки прегрег има дизајн распореда влакана у једном смеру, са конзистентношћу смера влакана преко 99%, што може максимално искористити осне механичке карактеристике карбон влакана. У том смислу, 24T једносмерни карбон прегрег потпуно максимизује своју предност у чврстоћи – 24T представља ниво чврстоће карбон влакана на истезање. Овај модел показује изузетне перформансе у основним механичким тестовима оптимизацијом технологије ткања влакана и формуле смоле: у односу на обичан једносмерни карбон прегрег, његова чврстоћа на истезање под 0° је повећана за 50%, а модул еластичности на истезање под 0° за 16%.

Овај прорив у перформанси значи да компоненте направљене од 24Т унидирекционалног карбон фибер прега истим структурним дизајном могу издржати већу аксијалну напрегнутост и оптерећење са смањеном употребом материјала; а моделови ниског квалитета као што су 10 грама и 15 грама могу постићи прорив у двоструким захтевима „висока чврстоћа+мала тежина“. На пример, у аерокосмичкој области, стубови за сателите направљени од њих могу смањити сопствену тежину за 15% -20%, осигуравајући структурну стабилност током рада на орбити и смањујући трошкове лансирања.

3. Значајна отпорност на пуцање и продужени век трајања композитних материјала

Razrежivanje je još jedna osnovna karakteristika ovog ultra tankog prepreka od karbonskog vlakna, što direktno dovodi do skoka u otpornosti kompozitnih materijala na pukotine. Tradicionalni obični preprek, zbog svoje velike debljine, sklon je unutrašnjim mikropukotinama koje uzrokuju skupljanje smole i koncentracija napona tokom procesa oblikovanja. Kada se pojave pukotine, one se lako brzo šire kroz debeli sloj materijala, što na kraju utiče na vek trajanja komponente; Ultra tanki preprek projektovan je sa tankim slojem kako bi se kontrolisala debljina materijala na nivou mikrona, što rezultuje čvršćim međuslojem između vlakana i smole i ravnomernijom raspodelom napona.

Стварни тестови су показали да композитни материјал направљен од овог ултра танког прега има побољшање отпорности на формирање пукотина више од 40% у поређењу са обичним композитним материјалима од прега, као и значајну предност у потискивању ширења пукотина. Када материјал буде изложен спољашњем утицају и када се појаве мале пукотине, структура ултра танког слоја може ефикасно спречити дубље продирање пукотина. У исто време, синергетски ефекат смоле и влакана може апсорбовати део ударне енергије, чиме се спречава даље проширење пукотина. Ова предност чини га веома вредним за делове попут лопатица ветрогенератора и резервоара за складиштење високопритисног гаса који могу дуго време подносити динамичка оптерећења, знатно продужавајући циклусе одржавања и радни век производа.

4. Висока флексибилност дизајна и ниска поновљивост ради задовољавања прилагођених потреба

У поређењу са ограничењима стандардизоване производње и ограниченог броја сценарија прилагођавања код обичних прега, овај ултра танки прег од карбонске влакна има јаче могућности дизајнирања. С једне стране, производ обухвата различите спецификације тежине влакана по јединици површине, као што су 10 грама и 15 грама, и комбинује се са једносмерним карбонским влакнима различитих нивоа чврстоће, као што је 24Т. Садржај смоле (референтна вредност од 50% може се прилагодити у опсегу ±5%) и правац влакана (подржава једносмерну, двосмерну и друге распореде) могу се прилагодити потребама клијената, тако да се прилагоде разноврсним захтевима производње — од прецизних електронских компоненти до великих структурних делова; С друге стране, производ строго прати стандард према ком „сличност производа у истој категорији не би требало да прелази 70%“. Кроз диференциране параметре процеса и дизајн формула, избегава се хомогена конкуренција са сличним производима и клијентима се обезбеђују још јединственија материјална решења.

На пример, у области високотехнолошке медицинске опреме, клијентима је потребна прилагођена израда лаких, високо чврстих и биокомпатибилних структурних делова за роботизоване хируршке зглобове. Овај ултра танки прегрег од карбонске vlакна може обезбедити унидирекционални модел са површинском густином од 15 грама/квадратни метар и чврстоћом од 24Т, у комбинацији са смолом медицинског квалитета, како би испунио захтеве за „малом тежином, довољном чврстоћом и без ослобађања штетних супстанци“; У области возила на нову енергију, као одговор на захтев за олакшаним батеријама, ултра танки модели масе од 10 грама по квадратном метру могу се комбиновати са металним подлогама ради смањења тежине батеријских пакета, истовремено побољшавајући отпорност на удара кроз отпорност на пуцање, чиме се осигурава безбедност током вожње.

5. Јака прилагодљивост процеса и компатибилност са главним технологијама формирања композитних материјала

Упркос значајним предностима у раду, овај ултра-танак прегрег од угљеничног влакна одржава изузетну прилагодљивост процесу и компатибилан је са главним процесима производње композитних материјала, као што су ваљкање под топлотом, компресионo ливање и аутоматско постављање жице, без потребе да купци мењају опрему за производњу. Током процеса ваљкања под топлотом, ултра-танка слојевита структура може убрзати проток смоле и испуштање, смањити остатне мехуре и побољшати квалитет обликовања композитних материјала; у процесу аутоматског постављања траке, ниска површинска густина омогућава лакше придржавање прегрега на комплексне закривљене површине, смањујући ризик од наборања слојева, што је посебно погодно за аутоматизовану производњу комплексних структурних делова у аеросвемском индустрији.

У исто време, оптимизовани су и складиштење и употребљивост производа – коришћењем паковања запечаћеног под вакуумом, може се чувати више од 6 месеци у средини на -18 ℃, а након отпакивања може се користити без дужег загревања, чиме се смањује време чекања за производњу; у поређењу са обичним прегом, његова влакна су мање склона избијању и слојевитости током процеса резања, што може смањити стопу отпада и даље контролисати трошкове производње.