A-11 Düşük sıcaklıkta sertleşen prepreg

Düşük sıcaklıkta kürlenmiş karbon elyaf prepreg: Yeni nesil enerji ve raylı sistemler alanında verimli kalıplama çözümü

"Etkin kalıplama" ve "kararlı performans" arasındaki denge, yeni enerji taşıtları, rüzgar enerjisi, yüksek hızlı trenler ve diğer alanlarda büyük ölçekli kompozit yapısal bileşenlerin üretiminde her zaman bir zorluk olmuştur. Düşük sıcaklıkta sertleşen karbon elyaf prepreğimiz, 80 ℃ ve 90 ℃ olmak üzere iki sertleşme sıcaklığı serisine dayanır ve tek yönlü karbon elyaf prepreğin yanı sıra karbon elyaf kumaş prepreg olmak üzere iki formu kapsar. Üstün ıslatılabilirlik, üstün esneklik ve yüksek mekanik özelliklere sahip olan bu malzeme, hem sıcak pres hem de sıcak pres kullanmayan kalıplama süreçleriyle uyumludur. Yeni enerji taşıt batarya kutusu kapakları, rüzgar türbini kanatları ve yüksek hızlı tren gövde parçaları gibi büyük yapısal bileşenler için düşük enerjili, yüksek verimli ve yüksek kaliteli malzeme seçenekleri sunar ve geleneksel yüksek sıcaklıkta sertleşen prepreğin kalıplama maliyeti ve süreç uyumluluğu açısından getirdiği sınırlamaları aşar.

Temel avantaj: Düşük enerji tüketimli şekillendirme, yüksek uyumluluk ve stabil performansın üçlü başarısı

80 ℃/90 ℃'de düşük sıcaklıkla sertleşme, üretimdeki enerji tüketimini ve maliyetleri önemli ölçüde azaltır

120 ℃ üzerinde sertleşme sıcaklığına sahip geleneksel karbon elyafı prepreglerle karşılaştırıldığında, bu ürünün iki temel serisi (80 ℃ sertleşme serisi ve 90 ℃ sertleşme serisi) şekillendirme sürecindeki enerji tüketimini temelden azaltır. Yeni nesil enerji taşıtının batarya paketi kapak plakalarının üretimi örneğine bakıldığında, 80 ℃ sertleşme serisi kullanıldığında, tek bir parti şekillendirmede enerji tüketimi geleneksel yüksek sıcaklık prepreglerine kıyasla %40'tan fazla azalır; 90 ℃ sertleşme serisinin enerji tüketimi biraz daha yüksek olsa da, rüzgar türbini kanatları ve yüksek hızlı tren gövde bileşenleri gibi daha yüksek mekanik performans gerektiren uygulamalarda kullanılan daha fazla reçine sistemiyle uyumludur.

Düşük sıcaklıkta sertleşme, enerji tüketimi maliyetlerini azaltmanın yanı sıra ekipman aşınmasını ve üretim risklerini de düşürür. Bir yandan, düşük sıcaklıklı bir ortam, ısıtma ekipmanlarının (örneğin sıcak pres kapları ve kalıp makineleri) kullanım ömrünü uzatarak işletme ekipmanının bakım maliyetlerini azaltabilir; diğer yandan, yüksek sıcaklıklar nedeniyle malzeme ısıl deformasyonunu önlemek için özellikle 10 metreden fazla uzunlukta olan rüzgar türbini kanatları gibi büyük yapısal bileşenler için uygundur. Düşük sıcaklıkta sertleştirme, farklı bölgelerdeki sıcaklık gerilimini azaltarak oluşan parçalarda çatlama ve bükülme olasılığını düşürür. Aynı zamanda düşük sıcaklıkta sertleştirme süreci uzun ön ısıtma süresi gerektirmez ve tek bir parti üretim süresini %25 oranında kısaltarak yeni nesil elektrikli araçlar ve rüzgar enerjisi gibi sektörlerde "ölçekli ve hızlı teslimat" üretimi temposuna uyum sağlar.

2. Çoklu form ürün kapsama alanı, farklı yapısal bileşenlerin performans gereksinimlerine uyarlanmıştır

Ürün ailesi, tek yönlü karbon fiber prepreg ve karbon fiber kumaş prepreg içerir ve farklı alanlardaki yapısal bileşenlerin gerilme karakteristiklerine ve şekillendirme gereksinimlerine göre esnek şekilde seçilebilir, "ihtiyaca göre eşleştirme" tasarım avantajı sağlanır.

Tek yönlü karbon fiber prepreg: Yüksek doğrulukta karbon fiberin tek yönlü düzenlenmesini benimser, lif yönü tutarlılığı %99,5'in üzerindedir ve üstün eksenel mekanik özelliklere sahiptir. Yeni enerji taşıtlarının batarya kutusu kapaklarının taşıyıcı traversi, rüzgar türbini kanatlarının ana kirişi ve yüksek hızlı tren gövdelerinin boyuna destek elemanları gibi tek yönlü yüklere dayanması gereken yapısal bileşenler için uygundur. Lif dağılımının eşitliğini sağlamak adına yoğunluğu %5'ten düşük olmayacak şekilde sıkı bir şekilde kontrol edilir. 0° çekme mukavemeti 1700 MPa'nın üzerine çıkabilir ve 0° çekme modülü 115 GPa'yı aşabilir; bu da büyük yapısal bileşenler için "hafif + yüksek mukavemet" temel gereksinimlerini karşılamaya olanak tanır.

Karbon fiber kumaş prepreg: Düz ve saten kumaşlara dayanır, mükemmel düzlem içi izotropik özelliklere sahiptir ve daha güçlü darbe ve kesme direnci sunar. Yeni enerji taşıtlarının şasi koruyucuları, rüzgar türbinlerinin kanat kökleri ve yüksek hızlı trenlerin iç çerçeveleri gibi karmaşık şekilli ve çok yönlü yüke ihtiyaç duyan bileşenler için uygundur. Kumaş yapısı, pre-impregnasyon malzemesinin esnekliğini artırarak karmaşık kalıp yüzeylerine sıkı bir şekilde yapışmasını sağlar. Kalıplamadan sonra parçaların yüzey pürüzsüzlüğü yüksektir ve ek parlatma işlemine gerek kalmaz, bu da üretim süreç maliyetlerini daha da düşürür.

Prepreg'in iki formu ayrı ayrı veya katmanlama amacıyla birlikte kullanılabilir. Örneğin, rüzgar türbini kanatlarında "tek yönlü prepreg (ana kiriş) + kumaş prepreg (kanat kökü)" tasarımı benimsenebilir; bu durum eksenel mukavemet ile kök kesme direnci arasında denge kurar ve farklı formdaki ürünlerin avantajlarından tam olarak yararlanır.

3. Mükemmel ıslanabilirlik ve uyum, büyük yapısal bileşenlerin şekillendirilmesi kalitesini garanti eder

Bu düşük sıcaklıkta sertleşen karbon fiber yarı mamulü, reçine formülasyonu ve infiltrasyon sürecinin optimize edilmesiyle karbon fiberlerin tamamen kaplanmasını sağlar. Reçine sistemi, değiştirilmiş epoksi reçinesini kullanır ve iyi bir akışkanlığa sahip olup karbon fiberlerle yüksek uyumluluk gösterir. Her bir karbon fiber demetine nüfuz edebilir, arayüz kabarcıklarını ve kusurları azaltır ve %99'dan fazla bir infiltrasyon uniformitesi elde eder. Mükemmel ıslanabilirlik, kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini yalnızca artırmakla kalmaz, aynı zamanda çevresel stabiliteyi de artırır. Yeni enerji taşıtlarında (-40 ℃~85 ℃) ve rüzgar enerjisindeki dış nemli ve sıcak ortamlarda yüksek ve düşük sıcaklık döngülerinde bile bileşenlerin mekanik performans koruma oranı hâlâ %88'in üzerinde olabilir.

Uyum ve oturma, büyük yapısal bileşenlerin oluşumunun temel göstergeleridir ve bu ürün bu konuda outstanding bir performans sergiler. Düz yeni enerji taşıtı batarya kutusu kapağı olursa da karmaşık eğimli yüksek hızlı tren gövdesi parçası olursa da, prepreg kıvrılmadan veya kabarcık oluşturmadan kalıp yüzeyine sıkıca yapışır. Eğrilik yarıçapı 2 metreden fazla olan yüksek hızlı tren gövdesi yan duvar panellerinin oluşumu örneğinde olduğu gibi, karbon elyaf kumaş prepreg kullanıldığında yapışma oranı %99,2'ye ulaşır ve şekillendirilen bileşenlerin boyutsal hatası ±0,5 mm içinde kontrol edilir. Bu değer, sektör standardı olan ±1 mm'nin çok altındadır ve bunun sonucunda sonraki montaj aşamasında yapılan ayarlamalar azaltılır.

4. Hem sıcak pres hem de sıcak pres olmayan süreçlerle uyumlu olup üretim ekipmanı için gereken alt yapıyı düşürür

Farklı işletmelerin ekipman konfigürasyonundaki farklılıklara yanıt olarak, ürün sıcak presle kabin şekillendirmeye ve sıcak presle olmayan kabin şekillendirme süreçlerine (örneğin kompresyon kalıplama ve vakum torba kalıplama) mükemmel şekilde uyumludur ve işletmelerin ek ekipman modifikasyonu yapmasına gerek kalmaz, üretim engellerini büyük ölçüde azaltır.

Sıcak pres kalıplama: yüksek hızlı tren gövdelerinin anahtar yapısal bileşenleri gibi son derece yüksek hassasiyet ve performans gerektiren bileşenlere uygundur. Sıcak presin uniform basınç (0,5~1,5MPa) ve sıcaklık kontrolü, prepregin ıslanma etkisini daha da artırır, iç kusurları azaltır ve kalıplanmış parçaların mekanik performans dalgalanmasının %3'ten düşük olmasını sağlar ve yüksek uç ekipmanların katı standartlarını karşılar.

Sıcak pres olmayan kalıplama: Sıkıştırma kalıplama gibi, düşük ekipman yatırım maliyeti ve yüksek üretim verimliliği ile yeni enerji araçlarının akü paketi kapak plakaları ve rüzgar türbini kanatlarının seri üretimi için uygundur; Vakum torbalı kalıplama, reçine akışını ve egzozunu vakum negatif basıncıyla elde eden ve sıcak pres tank teknolojisine kıyasla kalıplama maliyetlerini %30 oranında azaltan küçük parti ve büyük ölçekli bileşenler (15 metreden uzun rüzgar türbini kanatları gibi) için uygundur.

Her iki süreçte de ürün stabil bir kürlenme etkisini koruyabilir — 80 ℃ kürlenme serisi vakum torba kalıplamada sadece 60 dakikada kürlenir; 90 ℃ kürlenme serisi kompresyon kalıplamada kürlenme süresini 45 dakikaya kadar düşürebilir, böylece verimlilik ile kalite arasında denge sağlanır.

5. Farklılaştırılmış tasarım, piyasa rekabet engellerinin oluşturulması

Aynı kategorideki düşük sıcaklıkta sertleşen prepreg ürünler arasında, bir yandan reçine formülü, fiber seçimi ve sertleşme sisteminde farklılaştırılmış inovasyonlar gerçekleştirilmiştir - örneğin, rüzgar enerjisinin açık hava koşullarında ürün kullanım ömrünü 15 yıl olan benzer ürünlerin ortalamasının çok üzerine taşıyacak şekilde 20 yıldan fazla süreye çıkartmak için reçineye özel yaşlanma karşıtı bileşenler eklenmiştir; diğer yandan, yeni nesil elektrikli araçlar, rüzgar enerjisi ve yüksek hızlı tren gibi farklı segment senaryolarının kişiselleştirilmiş ihtiyaçlarını karşılamak ve homojen rekabetin yol açtığı fiyat baskısından kaçınmak amacıyla, müşterilerin ihtiyaçlarına göre sertleşme sıcaklığını (örneğin 85 °C'lik özel modeller), fiber yüzey yoğunluğunu (100 g/㎡'den 800 g/㎡'ye kadar tam kapsama) ve reçine içeriğini (%35~%50 arası ayarlanabilir) değiştirebilecek esnek özelleştirme hizmetleri sunulmaktadır.