Mga Presisyong Tubo, Plake at Pasadyang Bahagi na Gawa sa Carbon Fiber | Weihai Dushi

Pangunahing paghahati: Tumpak na pag-uuri batay sa mga sitwasyon ng aplikasyon at anyo ng produkto

Ang mga produktong carbon fiber ay may malawak na hanay ng kategorya, na maaaring hatiin sa apat na pangunahing uri batay sa mga lugar ng aplikasyon, anyo ng produkto, at uri ng substrate. Ang bawat uri ng produkto ay nakatuon sa iba't ibang pangangailangan, na may mahigpit na kontrol sa antas ng pag-uulit sa ilalim ng 50%, upang makamit ang komprehensibong saklaw sa maraming industriya.

1. Ayon sa larangan ng aplikasyon: segmentasyon batay sa senaryo para sa mga kategorya ng mataas na antas ng pagmamanupaktura

Ang larangan ng aplikasyon ang pinakapangunahing dimensyon ng pag-uuri ng mga produktong carbon fiber, at dahil sa iba't ibang pang-industriyang pangangailangan sa pagganap, nabuo ang mga espesyalisadong produkto sa iba't ibang anyo. Kabilang dito ang apat na pangunahing larangan na nagbibigay ng higit sa 80% ng market share:

• Mga produktong carbon fiber para sa aerospace: Ang mga produktong ito ay may pangunahing mga kinakailangan ng "pinakamataas na pagganap + mataas na katiyakan", na kung saan ay kabilang ang mga istrukturang bahagi ng katawan ng eroplano, balat ng pakpak, hileras ng buntot, engine nacelles, at iba pa. Ginagamit din ang ilang mga high-end na produkto para sa mga katawan ng rocket at suporta ng satellite. Ang produkto ay gawa sa carbon fiber na may mataas na modulus (higit sa 40T) at kompositong materyal na resin na may laban sa init, na may tensile strength na higit sa 2800MPa, at nangangailangan ng sertipikasyon sa kalidad na antas ng aerospace (tulad ng AS9100). Halimbawa, ang eroplanong Boeing 787 ay gumagamit ng mga produktong carbon fiber na bumubuo sa 50% ng timbang ng katawan nito, na nagpapataas ng kahusayan sa paggamit ng gasolina ng eroplano ng 20%; Ang katawan ng Falcon 9 rocket ng SpaceX ay gumagamit ng isang carbon fiber composite shell, na 40% mas magaan kaysa sa isang aluminum alloy shell.
• Mga produktong carbon fiber para sa mga bagong sasakyang pinapatakbo ng enerhiya: nakatuon sa "magaan+seguro", na karamihan ay sumasaklaw sa mga frame ng katawan, takip ng baterya, mga bahagi ng chasis, palamuti sa loob, at iba pa. Ang frame ng katawan ay gawa sa 3K-12K carbon fiber woven composite material, na may torsional stiffness na higit sa 40000 N · m/°, na 30% -50% mas magaan kaysa sa tradisyonal na steel body; Ang takip ng baterya pack ay gumagamit ng flame-retardant carbon fiber products, na parehong may kakayahang lumaban sa impact at apoy, at nakakapasa sa mga safety test tulad ng needle punching at extrusion. Ang mga high-end kumpanya ng kotse tulad ng Tesla at NIO ay malawakang gumagamit nito, at ang carbon fiber rear wing ng Model S Plaid ay nagpapabuti ng high-speed stability ng hanggang 15%.
• Mga produkto ng carbon fiber para sa sports equipment: na may "magaan+matibay" bilang pangunahing katangian, na sumasaklaw sa mga club sa golf, palakol sa pangingisda, raket sa tennis, skis, frame ng bisikleta, at iba pa. Ang ganitong uri ng produkto ay karaniwang gumagamit ng 1K-3K maliit na carbon fiber bundles, na may mahinang tekstura at balanseng mekanikal na katangian, na maaaring i-optimize para sa disenyo batay sa mga sports na sitwasyon – halimbawa, ang shaft ng golf club ay pinatibay gamit ang unidirectional carbon fiber, na nagpapataas ng lakas ng impact ng 10%; Ang palakol sa pangingisda ay gumagamit ng gradient na carbon fiber layer, na nagbabalanse sa lakas at kakayahang umunat, at kayang tumagal sa puwersa ng higit sa 10kg mula sa katawan ng isda.
• Mga produktong carbon fiber para sa industriyal at imprastruktura naaangkop sa mga pangangailangan ng "tibay+ekonomiya", kabilang ang mga pala ng turbinang hangin, lata ng presyon, mga tubo, mga plaka para sa palakasin ng gusali, bisig ng industriyal na robot, at iba pa. Ang mga pala ng turbinang hangin ay gawa sa malalaking bundle ng hibla (higit sa 48K) na carbon fiber products, na may haba ng isang 10MW na pala na umaabot sa mahigit 80 metro at 25% mas magaan kumpara sa mga pala gawa sa glass fiber; Ang tabla para sa palakasin ng gusali ay gumagamit ng tela mula sa carbon fiber at kompositong epoxy resin, na nakapagpapataas ng kapasidad na matipon ng lumang gusali ng higit sa 30%, at madaling ipatupad, na nakapagpapaikli ng panahon ng konstruksyon ng 50%.

2. Ayon sa anyo ng produkto: buong saklaw mula sa pangunahing profile hanggang sa mga kumplikadong bahagi ng istruktura

Ayon sa kanilang nabuong anyo, nahahati ang mga produkto ng carbon fiber sa limang pangunahing kategorya, na bumubuo ng isang kumpletong industrial chain mula sa pagpoproseso ng hilaw na materyales hanggang sa mga aplikasyon sa dulo:

• Carbon fiber board: isa sa mga pinakapangunahing profile, nahahati sa solidong tabla at honeycomb na tabla, na may saklaw ng kapal mula 0.5mm-50mm, at maaaring i-customize na may iba't ibang sukat at surface texture. Ginagamit ang solidong tabla para sa mga casing ng kagamitan at panloob na panel; ang honeycomb na panel ay kilala sa kanilang magaan ngunit matibay, na may density na 0.3g/cm³ lamang, at ginagamit sa panloob na bahagi ng aerospace at sa tiyan ng pala ng wind turbine. Halimbawa, ang kisame ng loob ng eroplano ay gawa sa carbon fiber honeycomb panel, na 60% na mas magaan kaysa sa mga panel na gawa sa aluminum alloy.
• Carbon fiber pipe: hinati sa bilog na tubo, parisukat na tubo, at hindi regular na tubo, na may saklaw ng diyametro mula 3mm hanggang 500mm, na gawa gamit ang proseso ng pag-iikot o pagsusulong. Ang mga bilog na tubo ay ginagamit para sa mga palakol pangisda, banderang poste, at suporta ng tolda; Ang mga parisukat na tubo ay ginagamit para sa frame ng bisikleta at mga istraktura ng suporta ng kagamitan; Ang mga hindi karaniwang tubo ay angkop para sa mga espesyal na sitwasyon, tulad ng mga insulasyong manggas para sa tubo ng usok ng sasakyan. Ang carbon fiber tubo na gumagamit ng teknolohiyang pag-iikot ay may lakas na kahabaan ng bilog na akyat hanggang 1500MPa, na malinaw na mas mahusay kaysa sa bakal na tubo.
• Mga hugis na bahagi ng istraktura ng carbon fiber: naka-customize para sa mga kumplikadong baluktot na ibabaw o espesyal na hugis, tulad ng mga nacelle ng engine ng eroplano, panloob na panel ng pinto ng kotse, mga braso ng robot na artikulado, atbp. Ang ganitong uri ng produkto ay kailangang i-mold gamit ang mga mold, na may pagkakamali sa dimensyon na ≤± 0.2mm, at nangangailangan ng multi-direksyonal na disenyo ng carbon fiber layup upang matiyak ang pare-parehong distribusyon ng puwersa. Halimbawa, matapos gamitin ang mga molded na bahagi ng carbon fiber sa panloob na panel ng pinto ng kotse, nabawasan ang timbang nito ng 45%, samantalang ang kakayahang lumaban sa impact ay tumaas ng 30%.
• Mga produktong tela ng carbon fiber: gawa mula sa hinabing tela ng carbon fiber bilang pangunahing materyal, pinutol at dinisenyo, tulad ng mga vest laban sa bala, dekoratibong tela, mga materyales na pampagana, atbp. Ang vest laban sa bala ay gawa sa 1K filament bundle na hinabing tela, at ang antas ng proteksyon nito ay nakakarating sa NIJ III level; Ang mga dekoratibong tela ay ginagawang mga disenyo tulad ng football at diamond pattern gamit ang jacquard technology, at ginagamit sa mga de-kalidad na muwebles at panloob na bahagi ng kotse.
• Profile ng composite na carbon fiber: isang bagong uri ng produkto na nabuo sa pamamagitan ng komposito na may mga materyales tulad ng metal at keramika, tulad ng carbon fiber aluminum alloy composite pipes at carbon fiber ceramic brake discs. Ang carbon fiber ceramic brake discs ay nagpapanatili ng matatag na friction coefficient sa mataas na temperatura at ginagamit sa mga sistema ng preno para sa mga sports car at eroplano. Ang kanilang haba ng serbisyo ay 5 beses na mas matagal kaysa sa mga metal brake discs.

3. Naiibang pag-aangkop ng pagganap ng iba't ibang composite system batay sa uri ng matrix

Ayon sa composite matrix material, ang mga produktong carbon fiber ay maaaring hatiin sa tatlong pangunahing sistema upang matugunan ang iba't ibang pangangailangan sa pagganap:

• Mga produktong batay sa resin: ang pinakakaraniwang kategorya, na bumubuo ng higit sa 85%, na batay sa epoxy resin, phenolic resin, at thermoplastic resin. Ang mga produktong batay sa epoxy resin ay may balanseng mekanikal na katangian at ginagamit sa aerospace at sports equipment; ang mga produktong batay sa phenolic resin ay may mahusay na kakayahang lumaban sa apoy at ginagamit sa rail transit at mga bahagi na resistente sa apoy; ang mga produktong batay sa thermoplastic resin ay maaring i-recycle at ginagamit sa mga casing ng sasakyan at electronic device.
• Mga produktong metal na batay sa carbon fiber: Komposito na may mga metal tulad ng aluminum, titanium, tanso, at iba pa, na pinagsama ang magaan na timbang ng carbon fiber sa electrical at thermal conductivity ng mga metal, ginagamit sa mga bahagi ng electronic device para sa pagdissipate ng init at mga konduktibong istrukturang bahagi sa aerospace. Halimbawa, ang carbon fiber aluminum composite radiators ay may 40% mas mataas na efficiency sa pagdissipate ng init kumpara sa mga pure aluminum radiators.
• Mga produktong keramika na batay sa carbon fiber: Batay sa mga keramika, mayroon silang kamangha-manghang paglaban sa mataas na temperatura at maaaring gamitin nang matagal sa temperatura na higit sa 1000 ℃. Ginagamit ang mga ito para sa mga turbine blade ng aviation engine at mga lining ng industriyal na kalan. Mataas ang gastos ng ganitong uri ng produkto at pangunahing ginagamit sa mga high-end na mataas na temperatura na aplikasyon.

4. Mga napasadyang derivative na kategorya para sa mga espesyal na sitwasyon batay sa mga katangian ng paggamit

Tugon sa mga matitinding kapaligiran o partikular na pangangailangan, ang mga produktong carbon fiber ay nag-evolve na may maraming functional na sub-kategorya, na pinalawak ang hangganan ng kanilang aplikasyon:

• Mataas na temperatura na carbon fiber na produkto: gawa sa polyimide resin o ceramic matrix, na may matagalang temperatura ng paggamit na 150-1000 ℃ at may retention rate ng mekanikal na katangian na mahigit sa 85% sa mataas na temperatura, ginagamit para sa mga bahagi ng aviation engine at mga istraktura ng industriyal na kalan.
• Apoy-retardant na mga produktong carbon fiber: nadagdagan ng mga retardant na walang halogen, ang pagganap nito laban sa apoy ay umabot sa antas na UL94 V0, at mababa ang density ng usok kapag nasusunog. Ginagamit ito sa loob ng mga tren sa riles at mga bahagi ng gusali na antifire.
• Mga Produktong Konduktibong Carbon Fiber: Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng carbon nanotubes o paggamit ng metal-based composites, ang surface resistance ay ≤ 10⁴ Ω, ginagamit para sa mga electromagnetic shielding shells at anti-static flooring.
• Mga produktong carbon fiber na lumalaban sa corrosion: gamit ang acid at alkali resistant resin matrix, kayang lumaban sa pagsira ng tubig-dagat at kemikal na media, ginagamit para sa mga istraktura ng marine platform at chemical pipelines.

Pangunahing Bentahe: Anim na Pangunahing Katangian para I-redefine ang Halaga ng Industriya ng Manufacturing

Ang dahilan kung bakit ang mga produktong gawa sa carbon fiber ay naging "pangunahing materyal" sa mataas na uri ng produksyon ay dahil sa kanilang kabuuang pakinabang sa mekanikal na katangian, magaan na timbang, kakayahang umangkop sa kapaligiran, at iba pang aspeto na magkakasamang nagtatag ng kanilang hindi mapapalit na posisyon sa merkado.

1. Pinakamataas na pakinabang sa magaan at mataas na lakas

Ang balanse sa pagitan ng magaan at mataas na lakas ang pangunahing kakayahang mapagkumpitensya ng mga produktong Carbon fiber. Ang densidad nito ay 1.7-2.0g/cm³ lamang, na katumbas ng 1/4-1/5 ng bakal at 2/3 ng aluminum alloy. Ang lakas nito sa pagtensiyon ay maaring umabot sa 1500-3000MPa, na 5-10 beses na higit pa kaysa sa bakal, at ang tiyak na lakas (lakas/densidad) nito ay malinaw na mas mataas kaysa sa tradisyonal na mga materyales. Sa industriya ng aerospace, matapos maisapuso ang mga produktong Carbon fiber, ang mga eroplano ay nakapagpapagaan ng timbang ng katawan nito ng 30%-50% at napapabuti ang epekto sa gasolina ng 15%-20%. Ang eroplanong Boeing 787 ay nakatitipid ng humigit-kumulang $12 milyon bawat taon sa gastos sa gasolina dahil sa malawakang paggamit ng mga produktong carbon fiber; Sa industriya ng automotive, ang frame ng sasakyan na gawa sa carbon fiber ay nagpapagaan ng kabuuang timbang ng sasakyan ng 40%, pinapaikli ang oras ng pag-accelerate bawat 100 kilometro ng 1-2 segundo, at binabawasan ang pagkonsumo ng gasolina ng higit sa 15%; Sa larangan ng hangin na enerhiya, ang paggamit ng mga produktong Carbon fiber sa mga blade ng 10MW wind turbine ay nagpapagaan ng timbang ng 25% at nagtaas ng kahusayan sa paglikha ng kuryente ng 5%-8%.

2. Mahusay na paglaban sa pagod at tibay

Ang mga produktong gawa sa carbon fiber ay may mahusay na paglaban sa pagod, na may rate ng pagretensyon ng lakas laban sa pagod na 85%–90% sa ilalim ng mga siklo ng dinamikong karga, na mas mataas kaysa sa 50%–60% ng bakal. Sa larangan ng hangin na enerhiya, kailangang matiis ng mga blade ng turbine ng hangin ang mga siklo ng karga ng hangin nang higit sa 20 taon. Matapos gamitin ang mga produktong carbon fiber, nabawasan ng 70% ang panganib ng pagkabigo dahil sa pagod; Sa larangan ng aviation, kailangang matiis ng mga bahagi ng fuselage ng eroplano ang mga kargang paninigas mula sa sampung libo-libong paglipad at paghinto, at ang kakayahang tumutol sa pagod ng mga produktong carbon fiber ay nakapagpapahaba ng serbisyo ng mga bahagi nang higit sa 25 taon. Bukod dito, ang mga produktong carbon fiber ay mayroon ding mahusay na pagtutol sa panahon, na may habambuhay na serbisyo na umaabot sa 15–20 taon sa mga paligid na bukas sa araw, kahalumigmigan, asin na usok, at iba pa, na higit sa 50% nang mas mahaba kaysa sa tradisyonal na mga metal na materyales. Matapos maisakatuparan ang mga tubo na gawa sa carbon fiber sa mga offshore platform, maiiwasan ang madalas na pagpapalit dahil sa korosyon ng tubig-dagat, at mababawasan ng 60% ang mga gastos sa pagpapanatili.

3. Mataas na kakayahang umangkop sa disenyo at pagpapasadya

Ang mga produkto mula sa carbon fiber ay maaaring i-customize sa lahat ng dimensyon, na akma nang perpekto sa mga personalisadong pangangailangan sa iba't ibang sitwasyon. Sa anyo, anumang kumplikadong hugis ay maaaring gawin ayon sa modelo—mula sa simpleng plato at tubo hanggang sa mga di-regular na istruktura tulad ng aircraft engine nacelles—na may tiyak na pagbuo at kamalian sa sukat na ≤± 0.2mm. Sa aspeto ng pagganap, ang lakas, tibay, paglaban sa temperatura, at iba pang katangian ay maaaring i-optimize sa pamamagitan ng pagbabago sa mga espesipikasyon ng carbon fiber bundle (1K-60K), direksyon ng layer (0°, 90°, ±45°), uri ng matrix, at iba pang parameter. Halimbawa, ang shaft ng golf club ay nagtataglay ng balanse ng "matibay na ulo + matibay na huli" sa pamamagitan ng gradient layer design; Sa hitsura, magkakaibang texture at kulay ang maaaring likhain gamit ang mga teknik sa paghabi at surface treatment, tulad ng paggamit ng jacquard carbon fiber decorative panel sa loob ng sasakyan upang mapataas ang premium na pakiramdam ng produkto.

4. Mahusay na pag-aangkop sa proseso at kahusayan sa pagmomolda

Ang mga produkto mula sa carbon fiber ay tugma sa maraming proseso ng pagmomold, na nakakatugon sa iba't ibang pangangailangan mula sa iisang pirasong custom hanggang sa mas malaking produksyon. Para sa mga standardisadong produkto tulad ng mga plaka at tubo, maaaring gamitin ang mga prosesong ekstrusyon at paninilid para sa malalaking produksyon; ang bilis ng ekstrusyon ay maaring umabot sa 5-10m/min, at ang pang-araw-araw na output ng isang linya ng produksyon ay maaaring lumagpas sa 1000 metro; para sa mga bahagi na may kumplikadong hugis (tulad ng mga estruktural na bahagi ng eroplano at pintuan ng kotse), maaaring gamitin ang hot press tank at mga proseso ng pagmomold, na may ikot ng pagmomold na aabot lamang sa 20-60 minuto, na angkop sa mabilis na produksyon sa industriya ng paggawa ng sasakyan; para sa mga bahagi na may maliit na batch at customized (tulad ng mataas na antas na kagamitan sa palakasan), maaaring gamitin ang teknolohiyang vacuum bag forming, na mas mababa ang gastos at matatag ang kalidad ng pagkakabuo. Bukod dito, ang rate ng basura habang pinoproseso ang mga produktong carbon fiber ay aabot lamang sa 5%–8%, na malayo pang mas mababa kaysa sa 15%–20% sa tradisyonal na metal na proseso, na nagpapakataas ng pagbawas sa pag-aaksaya ng materyales.

5. Maraming-uri ang pagpapalawig ng tungkulin

Bukod sa mga pangunahing katangiang mekanikal, ang mga produktong carbon fiber ay maaari ring makamit ang masaganang mga katangiang pansala at palawakin ang hangganan ng aplikasyon sa pamamagitan ng komposit na modipikasyon. Sa larangan ng pampelas ng elektromagnetiko, ang mga produktong konduktibong carbon fiber ay kayang takpan ang higit sa 99% ng radiasyong elektromagnetiko at ginagamit sa mga kagamitang militar at mga balat ng 5G base station; sa aspeto ng thermal conductivity at pag-alis ng init, ang mga composite na produkto ng carbon fiber at metal ay may coefficient ng thermal conductivity na aabot sa 150W/(m · K) at ginagamit bilang heat sink ng CPU para sa mga electronic device; sa pagbawas ng pag-uga, ang rate ng pagbawas ng pag-uga ng mga produktong carbon fiber ay higit sa 10 beses kaysa bakal, na nakakabawas sa ingay at pananatiling usok ng chassis ng sasakyan at mga industrial na makinarya; sa kaliwanagan ng X-ray, ang mga produktong carbon fiber ay maaaring gamitin bilang plaka pangprotekta laban sa radiasyon sa mga kagamitang medikal, na nagbabalanse sa proteksyon at magaan na timbang.

6. Matagalang terminong kalamangan sa buong gastos sa siklo ng buhay

Bagaman mataas ang paunang gastos sa pagbili ng mga produktong carbon fiber (humigit-kumulang 10-20 beses kaysa bakal), malaki ang benepisyo sa kabuuang gastos sa buong lifecycle. Sa larangan ng riles na transportasyon, ang paggamit ng mga bahagi ng karosa mula sa carbon fiber ay nakapagpapabawas ng timbang ng isang karosa nang higit sa 250kg, na nakatitipid ng humigit-kumulang 42,000 kWh na kuryente bawat tren kada taon at nakababawas ng kabuuang gastos ng 30% sa loob ng 10-taong lifecycle; Sa larangan ng industriyal na kagamitan, ang paglaban sa korosyon ng mga produktong carbon fiber ay nakapagpapahaba sa maintenance cycle mula 1 taon hanggang 5 taon, nakababawas ng 40% sa oras ng pagkakatigil ng kagamitan para sa maintenance, at nagdaragdag ng 15% sa kahusayan ng produksyon; Sa industriya ng aerospace, ang pagmagaan ng mga produktong carbon fiber ay nakababawas sa pagkonsumo ng gasolina at gastos sa transportasyon. Ang eroplanong Boeing 787 ay nakakarekober ng premium na gastos sa materyales sa loob lamang ng 5 taon dahil sa tipid sa gasolina dulot ng pagbawas ng timbang. Bukod dito, maaring i-recycle at muling gamitin ang thermoplastic na carbon fiber, na may rate ng pagretensyon ng performance na mahigit sa 70% para sa recycled materials, na lalo pang nakababawas sa gastos ng hilaw na materyales.

Prosesong pang-ebenta: eksaktong kontrol at pagtaas ng halaga mula sa hilaw na materyales hanggang sa tapos na produkto

Ang kahusayan ng mga produktong Carbon fiber ay nakasalalay sa tumpak na proseso ng produksyon at buong kontrol sa kalidad. Ang sistema nito ay hindi lamang nagagarantiya ng pagkakapare-pareho ng produkto, kundi nagtataguyod din ng isang optimal na balanse sa pagitan ng pagganap at gastos, na naging pangunahing suporta para sa kakayahang mapagkumpitensya ng kategorya.

1. Pangunahing proseso ng molding: isang napapanahong teknolohikal na sistema na umaangkop sa lahat ng kategorya

Ang proseso ng molding ng mga produktong Carbon fiber ay pumipili nang may pagiging fleksible batay sa anyo ng produkto at mga kinakailangan sa pagganap, na may apat na pangunahing proseso na sumasakop sa higit sa 90% ng mga kategorya ng produkto:

• Proseso ng Pultrusion molding: pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga linear na profile tulad ng mga plato at tubo. Ang carbon fiber felt/telang tela ay patuloy na inihuhugot papasok sa resin tank para sa pagkakababad gamit ang isang panlaban na aparato, at pagkatapos ay pinapainit sa harap ng mold upang matuyo at mabuo ang hugis. Ang prosesong ito ay may napakataas na kahusayan sa produksyon, na may bilis na 5-15m/min at pare-pareho ang performance ng produkto. Ang katumpakan sa kontrol ng resin content ay umaabot sa ± 1%, kaya mainam ito para sa malalaking produksyon. Halimbawa, sa linya ng produksyon ng carbon fiber pipes, ang araw-araw na output ng isang solong linya ay maaaring umabot sa 2000 metro, at ang pagkakamali sa tuwid na linya ng produkto ay ≤ 0.5mm/m.
• Proseso ng pag-iikot: ginagamit sa paggawa ng mga cylindrical o umiikot na produkto (tulad ng pressure vessels, pipelines, rocket shells), ang carbon fiber prepreg ay ipinupuno sa paligid ng core mold sa isang nakatakdang anggulo gamit ang winding machine, at pagkatapos ay pinainit at kinukulitin. Ang anggulo ng pag-iikot ay maaaring eksaktong kontrolin (0°-90°), na nagbibigay-daan sa produkto na bumuo ng optimal na distribusyon ng lakas sa parehong axial at circumferential na direksyon. Halimbawa, matapos gamitin ang teknolohiyang spiral winding, ang burst pressure ng mga high-pressure gas cylinder ay maaaring umabot sa mahigit 80MPa, na mas mataas kumpara sa tradisyonal na metal gas cylinder.
• Proseso ng compression molding: angkop para sa mga bahaging may kumplikadong hugis (tulad ng mga bahagi ng interior ng sasakyan at kagamitang pang-sports), inilalagay ang carbon fiber prepreg sa loob ng mold ayon sa mga hinihinging layer, at pinapatigas sa pamamagitan ng pagpainit (120-180 ℃) at pagpilit (0.5-1.5MPa). Ang prosesong ito ay may mataas na husay sa dimensyon, na may kamalian na ≤± 0.2mm, at kayang isagawa ang masalimuot na produksyon. Ang production cycle kada isa ay nasa 20-60 minuto, at dito ginagawa ang carbon fiber tail fin ng Tesla.
• Proseso ng hot press molding: Ginagamit para sa mataas na antas ng aerospace na mga bahagi ng istraktura (tulad ng mga pakpak ng eroplano at balat ng fuselage), ang carbon fiber prepreg ay minanlayer at inilalagay sa isang mainit na presyon na tangke para sa pagpapatigas sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na presyon (temperatura 150-200 ℃, presyon 0.8-1.2MPa). Ang prosesong ito ay nagagarantiya na lubusang napapasok ng resin ang mga fibers, ang rate ng panloob na depekto ng produkto ay mas mababa sa 0.3%, at matatag ang mga mekanikal na katangian. Ginagamit ng mga pangunahing modelo ng eroplano ng Boeing at Airbus ang prosesong ito upang makalikha ng mga pangunahing bahagi ng istraktura.

2. Mga mahahalagang punto ng kontrol sa proseso: ang limang pangunahing link na nagdedetermina sa performance ng produkto

Ang kalidad at katatagan ng mga produktong carbon fiber ay nagmumula sa detalyadong kontrol sa buong proseso ng produksyon, kung saan mayroong limang mahahalagang link na direktang nagdedetermina sa huling performance ng produkto:

• Pagpili ng hilaw na materyales na carbon fiber: Pumili ng angkop na mga espesipikasyon ng carbon fiber bundle at mga grado ng modulus batay sa mga pangangailangan sa pagganap ng produkto. Para sa mga aerospace na produkto, pumili ng mataas na modulus na maliit na bundle na 40T o higit pa (1K-6K), at para sa mga industriyal na produkto, pumili ng malalaking bundle na 24T o mas mababa (48K o higit pa); samantalang, isagawa ang mahigpit na pagsusuri sa lakas, modulus, nilalaman ng carbon, at iba pang mga indikador ng carbon fiber, at mahigpit na ipagbawal ang hindi memanggagawa na hilaw na materyales na ilulunsad sa produksyon.
• Control sa paghahanda ng pre-impregnated na materyal: Ang nilalaman ng resin at uniformidad ng pre-impregnated na materyal ay direktang nakakaapekto sa pagganap ng produkto. Kapag inihanda gamit ang hot-melt o solution impregnation na pamamaraan, kontrolin ang nilalaman ng resin sa 30% - 50% na may error na ±1%; gamitin ang computer-controlled na kagamitan sa pag-iimpregnate upang matiyak ang pare-parehong sakop ng resin sa bawat carbon fiber at maiwasan ang mga mahihinang punto ng pagganap dahil sa lokal na kakulangan ng pandikit.
• Disenyo at implementasyon ng paglalagay: Batay sa pagsusuri sa stress ng produkto, isinasagawa ang pagdidisenyo ng layout upang matukoy ang direksyon ng hibla, bilang ng mga layer, at pagkakasunod-sunod. Halimbawa, ang load-bearing structure ay gumagamit ng 0°/90° na alternating laying layers, at ang impact resistant structure ay gumagamit ng ±45° na laying layers; Ang proseso ng paglalagay ay gumagamit ng automated wire laying machine na may akurasya na ±0.1mm upang maiwasan ang misalignment ng hibla dahil sa manu-manong paglalagay.
• Tumpak na kontrol sa mga parameter ng pagkakatuyo: Itakda ang temperatura, presyon, at oras ng pagkakatuyo ayon sa uri ng resin. Ang thermosetting resins ay nangangailangan ng kontrol sa rate ng pag-init (2-5 ℃/min) upang maiwasan ang mabilis na pag-init at pagbuo ng mga bula; Real-time na pagsubaybay sa degree ng pagkakatuyo gamit ang differential scanning calorimetry (DSC) upang matiyak na kumpleto ang pagkakatuyo ng resin nang walang over curing na pangyayari.
• Pagpoproseso pagkatapos at inspeksyon ng kalidad: Kailangang dumumaan ang produktong napatuyo sa post-processing tulad ng pagputol at pagsasaplis upang matiyak ang katumpakan ng sukat at kakinisan ng ibabaw; Ang bawat batch ng mga produkto ay kailangang dumumaan sa pagsusuri ng mga mekanikal na katangian tulad ng tensile strength, bending strength, at impact toughness. Ginagamit ang mga non-destructive testing technique tulad ng ultrasonic testing at X-ray testing upang matukoy ang mga internal na depekto, na may rate ng deteksyon na 99.9%.

3. Tendensya ng Pagbabago sa Proseso: Tatlong Pangunahing Direksyon para sa Pagpapabuti ng Kategorya

Patuloy na pinapabuti ng industriya ang pagganap at gastos-bisa ng mga produktong Carbon fiber sa pamamagitan ng pagbabago sa proseso, kung saan ang tatlong pangunahing direksyon ng inobasyon ang nangunguna sa pag-unlad ng kategorya:

• Automatikasyon at Intelehenteng Produksyon: Ang pagpapakilala ng mga industrial na robot, AI vision inspection, at digital twin technology upang makamit ang buong proseso ng automation mula sa pag-scan ng hilaw na materyales, pagkakalayer, pag-cure hanggang sa inspeksyon. Halimbawa, ang bilis ng wire laying ng isang automated wire laying machine ay 10 beses na mas mabilis kaysa sa manu-manong operasyon, at ang AI detection system ay kayang tuklasin ang mga depekto tulad ng fiber misalignment at nawawalang glue nang real time, na nagbaba sa error ng product consistency sa ± 0.1mm.
• Mababang gastos na pag-aaral at pagpapaunlad ng proseso: Pag-unlad ng teknolohiya sa pagbuo ng malalaking bundle na carbon fiber, proseso ng solvent-free pre impregnation, at mabilisang curing resin system upang bawasan ang gastos sa produksyon. Ang presyo ng malalaking bundle na carbon fiber ay isa lamang pangatlo hanggang ikalima ng halaga ng maliit na bundle, at nabawasan ng 40% ang gastos sa paggawa ng wind turbine blades gamit ang malalaking bundle; ang mabilisang curing resin ay nagpapahaba ng molding cycle sa wala pang 10 minuto, na nagpapataas ng kahusayan sa produksyon.
• Paggamit ng berdeng proseso sa recycling: I-promote ang teknolohiya sa pag-recycle at muling paggamit ng thermoplastic carbon fiber na produkto, makamit ang pag-recycle ng hilaw na materyales sa pamamagitan ng pagtunaw at paghubog muli, at makamit ang rate ng recycling na higit sa 80%; Pag-unlad ng proseso ng komposito gamit ang bio-based resin at carbon fiber, bawasan ang pag-aasa sa mga hilaw na materyales na batay sa langis, at bawasan ang VOC emissions ng higit sa 90%, alinsabay sa uso ng berdeng produksyon.