A-9 napakapalakng carbon fiber prepreg

Ultra manipis na carbon fiber prepreg: isang inobatibong solusyon sa larangan ng magaan na composite materials

Sa mga larangan tulad ng aerospace, high-end na kagamitan, at mga bagong sasakyang de-koryente na nangangailangan ng mahigpit na pagganap ng materyales, ang magaan at mataas na lakas ay laging naging pangunahing layunin. Bilang isang inobatibong produkto sa larangan ng komposit na materyales, ang ultra-thin carbon fiber prepreg ay may pangunahing bentaha ng "napakagaan at napakalito", na sinisira ang limitasyon ng tradisyonal na prepreg sa timbang, kapal, at pagganap, na nagbibigay ng mga bagong posibilidad sa pagmamanupaktura ng mga high-precision structural component. Kabilang dito ang mga produktong kinakatawan ng 10 grams na carbon fiber prepreg at 15 grams na carbon fiber prepreg, na pinagsama ang mga katangian ng istruktura ng unidirectional carbon fiber prepreg at ang mataas na lakas ng 24T unidirectional carbon fiber prepreg, na naging sentro ng kasalukuyang merkado ng lightweight materials

Pangunahing bentaha: muling pagtukoy sa hangganan ng pagganap ng carbon fiber prepreg

1. Pinakamataas na katangian ng magaan at ultrahusay na manipis, na lumalabag sa mga limitasyon ng tradisyonal na materyales

Ang ultrahusay na manipis na carbon fiber prepreg ay may "mababang timbang ng hibla bawat yunit ng lugar" bilang pinakapunong katangian. Kasalukuyan, maaring umabot ito sa minimum na timbang ng hibla na 10 gramo bawat metro kuwadrado. Na may nilalaman na resin na 50%, ang kabuuang timbang ng prepreg ay 20 gramo lamang bawat metro kuwadrado, malayo pang mas mababa kumpara sa karaniwang antas ng timbang ng carbon fiber prepreg. Sa aspeto ng kapal, dahil sa mababang densidad ng hibla sa ibabaw at optimisadong proseso ng pagsipsip ng resin, ang kapal ng produkto ay nabawasan ng higit sa 30% kumpara sa karaniwang prepreg, na nagpapadali sa pag-aangkop nito sa mga sitwasyon na may mahigpit na kinakailangan sa sukat ng espasya tulad ng manipis na pader ng istruktural na bahagi at mga takip ng precision electronic component.

Kumuha ng 10 gramo at 15 gramo ng carbon fiber prepreg bilang mga halimbawa, pareho ay nagpapatuloy sa kanilang katangian ng napakapinong kapal: ang modelo ng 10 gramo ay nakatuon sa "pinakamagaan" at angkop para sa mga bahagi sa loob ng aerospace na sensitibo sa timbang, katawan ng drone, at iba pa; ang modelo ng 15 gramo ay nagbabalanse sa istrukturang katatagan at disenyo ng magaan na timbang, at maaaring gamitin para sa takip ng baterya ng bagong enerhiyang sasakyan, pangunahing sports equipment frame, at iba pa, upang matugunan ang pangangailangan ng "magaan ngunit hindi mahina" sa iba't ibang sitwasyon. Nang sabay, ang produkto ay sumusunod nang mahigpit sa pamantayan ng densidad ng ultra-thin carbon fiber prepreg na hindi bababa sa 5%, tinitiyak ang pare-parehong distribusyon ng mga hibla at resin habang nananatiling magaan, at pinipigilan ang mga pagbabago sa pagganap dahil sa hindi sapat na densidad.

2. Unidirectional na istruktura na nagbibigay lakas, nagtatamo ng pag-unlad sa pagganap na may lakas na antas 24T

Bilang pangunahing produkto ng pamilya ng unidirectional carbon fiber prepreg, ginagamit ng napakapalakas na prepreg na ito ang disenyo ng unidirectional fiber arrangement, na may higit sa 99% na pagkakatugma sa direksyon ng fiber, na nagpapakita ng pinakamataas na mekanikal na katangian ng carbon fibers sa aksial na direksyon. Ang 24T unidirectional carbon fiber prepreg ay ganap na nagmaksima sa kanyang kalakasan—ang 24T ay kumakatawan sa antas ng tensile strength ng carbon fiber. Ipinapakita ng modelo ang mahusay na pagganap sa pangunahing pagsusuri ng mekanikal sa pamamagitan ng pag-optimize ng teknolohiya ng paghahabi ng fiber at formula ng resin: kumpara sa karaniwang unidirectional carbon fiber prepreg, ang kanyang 0° tensile strength ay tumaas ng 50% at ang 0° tensile modulus ay tumaas ng 16%.

Ang pagsulong sa pagganap na ito ay nangangahulugan na ang mga bahagi na ginawa gamit ang 24T unidirectional carbon fiber prepreg sa ilalim ng parehong disenyo ng istraktura ay kayang tumanggap ng mas mataas na axial tension at karga habang binabawasan ang paggamit ng materyales; at ang mga maliit na modelo tulad ng 10 gramo at 15 gramo ay nakakamit ang pagsulong sa dalawang pangangailangan ng "mataas na lakas + magaan na timbang". Halimbawa, sa larangan ng aerospace, ang mga istante ng satellite na gawa rito ay maaaring bawasan ang kanilang timbang ng 15%–20%, habang tinitiyak ang katatagan ng istraktura habang nasa orbita at nababawasan ang gastos sa paglunsad.

3. Malaking paglaban sa pangingisda at mas mahaba ang buhay ng serbisyo ng mga composite material

Ang pagpapalusot ay isa pang pangunahing katangian ng napakapalay na carbon fiber prepreg na ito, na direktang nagdudulot ng malaking pagtaas sa kakayahang lumaban sa pagsabog ng mga composite material. Ang tradisyonal na karaniwang prepreg, dahil sa kapal nito, ay madaling magkaroon ng mikrobitak sa loob dulot ng pag-urong ng resin at pagtutokpo ng tensyon sa panahon ng proseso ng pagmomold. Kapag nabuo ang mga bitak, mabilis itong kumalat sa makapal na materyal, na sa huli ay nakakaapekto sa haba ng buhay ng bahagi; idinisenyo ang ultra-thin prepreg na may manipis na layer upang kontrolin ang kapal ng materyal sa antas ng micrometer, na nagreresulta sa mas masiglang ugnayan sa pagitan ng mga fibers at resin at mas pare-pareho ang distribusyon ng tensyon.

Nagpapakita ang mga aktuwal na pagsusuri na ang komposit na materyal na ginawa gamit ang napakapanipis na prepreg ay may pagpapabuti ng higit sa 40% sa kakayahang lumaban sa pagsisimula ng bitak kumpara sa karaniwang prepreg na komposit, at mas malaki ang kalamangan sa pagpigil sa pagkalat ng bitak. Kapag naharap ang materyal sa panlabas na impact at nabuo ang maliit na bitak, ang napakapanipis na estruktura ng layer ay epektibong nakakabulo sa paglalaho ng bitak nang mas malalim. Samantala, ang sinergistikong epekto ng resin at fibers ay nakakaukit ng bahagi ng enerhiya ng impact, na nag-iwas sa patuloy na paglaki ng bitak. Ang bentahe na ito ay nagbibigay-daan sa materyal na maging lubhang mahalaga sa mga sangkap tulad ng mga blade ng turbinang hangin at mataas na presyong tangke ng gas na kayang tumagal sa dinamikong karga, na malaki ang nagpapahaba sa maintenance cycle at buhay ng produkto.

4. Mataas na fleksibilidad sa disenyo at mababang pag-uulit upang matugunan ang mga pasadyang pangangailangan

Kumpara sa mga limitasyon ng pamantayang produksyon at limitadong mga senaryo ng pag-aangkop ng karaniwang prepreg, ang ultra-manipis na carbon fiber prepreg na ito ay may mas malakas na kakayahan sa disenyo. Sa isang banda, sakop ng produkto ang iba't ibang espesipikasyon ng bigat ng hibla bawat yunit ng lugar tulad ng 10 gramo at 15 gramo, at tugma sa unidirectional carbon fibers na may iba't ibang antas ng lakas tulad ng 24T. Ang nilalaman ng resin (50% bilang batayan, maaaring i-customize sa loob ng ±5% na saklaw) at direksyon ng hibla (suportado ang unidirectional, bidirectional, at iba pang pagkakaayos) ay maaaring i-ayos ayon sa pangangailangan ng kliyente, upang magamit sa iba't ibang pangangailangan sa pagmamanupaktura mula sa mga precision electronic components hanggang sa malalaking istrukturang bahagi; Sa kabilang dako, sumusunod nang mahigpit ang produkto sa pamantayan na "ang pagkakatulad ng mga produkto sa ilalim ng magkatulad na kategorya ay hindi dapat lumagpas sa 70%." Sa pamamagitan ng nakikilala ang mga parameter ng proseso at disenyo ng pormula, maiiwasan ang homogenous na kompetisyon sa katulad na produkto at magbibigay sa mga kliyente ng mas natatanging mga solusyon sa materyales.

Halimbawa, sa larangan ng mataas na antas na kagamitang medikal, kailangan ng mga customer ang pag-customize ng magaan, mataas ang lakas, at biocompatible na mga bahagi para sa braso ng surgical robot. Ang napakapalayang carbon fiber prepreg na ito ay maaaring magbigay ng unidirectional model na may surface density na 15 gramo/skwaring metro at 24T na lakas, kasama ang resin na medikal ang grado, upang matugunan ang pangangailangan sa pag-customize na "magaan, sapat ang rigidity, at walang paglabas ng nakakalasong sangkap"; Sa larangan ng mga bagong sasakyang pinapatakbo ng kuryente (new energy vehicles), bilang tugon sa pangangailangan ng mas magaang battery packs, maaaring pagsamahin ang napakapalayang modelo na may timbang na 10 gramo bawat sqwaring metro kasama ang metal substrate upang mabawasan ang bigat ng battery pack habang pinapabuti ang impact resistance nito sa pamamagitan ng kakayahang lumaban sa pagkabali, tinitiyak ang kaligtasan sa pagmamaneho.

5. Matibay na kakayahang umangkop sa proseso at kompatibilidad sa mga pangunahing teknolohiya sa pagbuo ng composite material

Bagama't mayroon itong malaking pakinabang sa pagganap, pinapanatili ng ultra-manipis na carbon fiber prepreg na ito ang mahusay na kakayahang umangkop sa proseso at tugma sa mga pangunahing proseso ng paggawa ng composite material tulad ng hot press molding, compression molding, at automatic wire laying molding, nang hindi kailangang baguhin ng mga customer ang kanilang kagamitan sa produksyon. Sa panahon ng hot press molding, ang ultra-manipis na estruktura ng layer ay maaaring mapabilis ang daloy ng resin at palabasin ang hangin, bawasan ang natitirang mga bula, at mapabuti ang kalidad ng pagmomold ng composite materials; sa proseso ng automatic silk laying, dahil sa mababang surface density, mas madaling nakakapit ang prepreg sa mga kumplikadong curved surface, nababawasan ang panganib ng pagkakaroon ng mga pleats sa layer, lalo na angkop para sa automated production ng mga kumplikadong structural component sa industriya ng aerospace.

Sa parehong oras, ang pag-iimbak at pagiging madaling gamitin ng produkto ay na-optimize din - sa pamamagitan ng vacuum sealed packaging, maaari itong imbakin nang higit sa 6 na buwan sa kapaligiran na -18 ℃, at maaaring gamitin nang walang mahabang oras ng reheating matapos alisin, na nagpapababa sa oras ng paghihintay sa produksyon; Kumpara sa karaniwang prepreg, ang mga hibla nito ay mas hindi madaling mag-fuzz o mag-delaminate sa proseso ng pagputol, na nakakabawas sa rate ng basura at higit pang kontrol sa gastos sa produksyon.