A-9 ultra ince karbon fiber prepreg

Ultra ince karbon elyaf prepreg: hafif kompozit malzemeler alanında yenilikçi bir çözüm

Uzay havacılık, üst düzey ekipman ve yeni enerjili araçlar gibi malzeme performansının sıkı şekilde gerektiği alanlarda hafiflik ve yüksek mukavemet her zaman temel hedeftir. Kompozit malzemeler alanında yenilikçi bir ürün olarak ultra ince karbon fiber prepreg, ağırlık, kalınlık ve performans açısından geleneksel prepreglerin dengesini aşarak "aşırı hafiflik ve ince olma" temel avantajına sahiptir ve yüksek hassasiyetli yapısal bileşen üretimine yeni olanaklar sunar. Bunlardan 10 gram karbon fiber prepreg ve 15 gram karbon fiber prepreg ile temsil edilen ürünler, tek yönlü karbon fiber prepregin yapısal özelliklerini ve 24T tek yönlü karbon fiber prepregin yüksek mukavemet avantajını birleştirerek mevcut hafif malzemeler piyasasının odağında yer almaktadır

Temel avantaj: Karbon fiber prepregin performans sınırlarını yeniden tanımlamak

1. Nihai hafiflik ve ultra ince özellikler, geleneksel malzemelerin sınırlarını aşmak

Ultra ince karbon fiber prepreg, temel öne çıkan özelliği olarak "birim alandaki düşük elyaf ağırlığına" sahiptir. Şu anda, birim alandaki minimum elyaf ağırlığı 10 gram/metrekare'ye kadar düşürülebilmektedir. Reçine içeriği %50 iken, prepregin toplam ağırlığı yalnızca 20 gram/metrekaredir ve bu değer sıradan karbon fiber prepreglerin ağırlık seviyesinden çok daha düşüktür. Kalınlık açısından, düşük elyaf yüzey yoğunluğu ve optimize edilmiş reçine nüfuz etme süreci sayesinde ürünün kalınlığı sıradan prepreglere kıyasla %30'tan fazla azaltılmıştır ve bu da ince cidarlı yapısal bileşenler ile hassas elektronik parça gövdeleri gibi sıkı mekan boyutu gereksinimleri olan uygulamalara kolayca uyum sağlamasını mümkün kılar.

10 gram karbon fiber prepreg ve 15 gram karbon fiber prepreg örnek alınarak, her ikisi de ultra ince özelliklerini sürdürür: 10 gram model "nihai hafiflik" üzerine odaklanır ve ağırlık duyarlı havacılık iç parçaları, drone gövdeleri vb. için uygundur; 15 gram model ise hafif tasarım ile yapısal stabiliteyi dengeler ve yeni nesil enerji taşıtlarının pil kutusu kapakları, yüksek kaliteli spor ekipman çerçeveleri vb. alanlarda kullanılabilir, farklı senaryolarda "hafif ama zayıf olmayan" kullanım ihtiyaçlarını karşılar. Aynı zamanda ürün, ultra ince karbon fiber prepreg yoğunluğunun %5'ten az olmaması standardına sıkı bir şekilde uyar, böylece hafifliği korurken liflerin ve reçinenin homojen dağılımını sağlar ve düşük yoğunluktan kaynaklanan performans dalgalanmalarını önler.

2. Tek yönlü yapıyla güçlendirme, 24T seviyesinde mukavemet ile performans sıçraması sağlanması

Tek yönlü karbon fiber prepreg ailesinin temel ürünü olarak, bu ultra ince prepreg %99'un üzerinde fiber yönü tutarlılığına sahip tek yönlü fiber yerleşim tasarımı kullanır ve karbon fiberlerin eksenel mekanik özelliklerini maksimize eder. Bunlardan 24T tek yönlü karbon fiber prepreg, 24T'nin karbon fiberin çekme mukavemet sınıfını temsil ettiği dayanım avantajını tamamen maksimize eder. Bu model, fiber dokuma teknolojisi ve reçine formülasyonunun optimize edilmesiyle temel mekanik testlerde mükemmel performans gösterir: sıradan tek yönlü karbon fiber prepreg ile karşılaştırıldığında, 0° çekme mukavemeti %50 artmış ve 0° çekme modülü %16 artmıştır.

Bu performans atılımı, aynı yapısal tasarıma sahip 24T tek yönlü karbon fiber prepreg kullanılarak üretilen bileşenlerin daha büyük eksenel çekme ve yükleri dayanabileceğini ve malzeme kullanımını azaltırken; düşük yoğunluklu modellerin ise 10 gram ve 15 gram gibi 'yüksek mukavemet+hafiflik' ikili gereksiniminde atılım yapabilmesi anlamına gelir. Örneğin havacılık ve uzay alanında bu malzemelerle yapılan uydu ayakları kendi ağırlıklarını %15-20 oranında azaltabilirken yörüngedeki operasyon sırasında yapısal stabiliteyi koruyabilir ve fırlatma maliyetlerini düşürebilir.

3. Kompozit malzemelerde önemli çatlak direnci ve uzatılmış kullanım ömrü

İnceleştirme, bu ultra ince karbon fiber prepreg'in bir diğer temel özelliğidir ve kompozit malzemelerin çatlak direncinde doğrudan bir sıçramaya neden olur. Geleneksel olarak sıradan prepregler kalınlıkları nedeniyle şekillendirme sürecinde reçine büzülmesi ve gerilim yoğunlaşması sonucu iç mikro çatlaklara eğilimlidir. Bir kez çatlak oluşmaya başladığında, bu çatlaklar kalın katmanlı malzeme içinde hızla yayılabilir ve sonuç olarak parça ömrünü etkileyebilir; Ultra ince prepreg, mikrometre seviyesinde malzeme kalınlığını kontrol edecek şekilde ince katmanlı tasarlanmıştır ve bu da fiber ile reçine arasında daha sıkı bir arayüz ve daha homojen bir gerilim dağılımı sağlar.

Gerçekleştirilen testler, bu ultra ince prepreg kullanılarak hazırlanan kompozit malzemenin çatlak oluşumuna karşı dirençte sıradan prepreg kompozit malzemelere kıyasla %40'tan fazla bir iyileşme gösterdiğini ve çatlak yayılmasını bastırmada daha belirgin bir performans avantajına sahip olduğunu ortaya koymuştur. Malzeme dış etkilerle karşılaşarak küçük çatlaklar oluşturduğunda, ultra ince katman yapısı çatlağın daha derine doğru gelişmesini etkili bir şekilde engelleyebilir. Aynı zamanda reçine ve elyafın sinerjik etkisi darbe enerjisinin bir kısmını emerek çatlağın ilerlemesini önler. Bu avantaj, rüzgar türbini kanatları ve uzun süre dinamik yüklere maruz kalabilen yüksek basınçlı gaz depolama tankları gibi bileşenlerde ürün bakım döngülerinin ve kullanım ömürlerinin büyük ölçüde uzatılması açısından oldukça değerli hale getirir.

4. Yüksek tasarım esnekliği ve düşük tekrarlanabilirlik, özelleştirilmiş ihtiyaçlara karşılık gelir

Sıradan prepreglerin standart üretim sınırlamalarına ve sınırlı adaptasyon senaryolarına kıyasla, bu ultra ince karbon fiber prepreg daha güçlü tasarım kabiliyetlerine sahiptir. Bir yandan ürün, birim alandaki 10 gram ve 15 gram gibi farklı fiber ağırlık spesifikasyonlarını kapsar ve 24T gibi farklı dayanım seviyelerinde tek yönlü karbon fiberlerle eşleştirilir. Reçine içeriği (%50 referans değeri ± %5 aralığında özelleştirilebilir) ve fiber yönü (tek yönlü, çift yönlü ve diğer düzenlemeleri destekler) müşteri ihtiyaçlarına göre ayarlanabilir ve hassas elektronik bileşenlerden büyük yapısal bileşenlere kadar çeşitli üretim ihtiyaçlarına uyar; Diğer yandan ürün, "aynı kategorideki ürünlerin benzerliği %70'i geçmemelidir" standardına sıkı sıkıya uyar. Farklılaştırılmış süreç parametreleri ve formül tasarımı ile benzer ürünlerle aynı hizipte rekabetin önüne geçilir ve müşterilere daha özgün malzeme çözümleri sunulur.

Örneğin, yüksek uç tıbbi ekipman alanında, müşteriler cerrahi robot kolları için hafif, yüksek mukavemetli ve biyouyumlu yapısal bileşenleri özelleştirmek durumundadır. Bu ultra ince karbon fiber yarı mamul, 15 gram/metrekare yüzey yoğunluğu ve 24T mukavemetine sahip tek yönlü bir model sunarak tıbbi sınıf reçine ile birlikte "hafiflik, yeterli rijitlik ve zararlı madde salınımı olmaması" gibi özelleştirme ihtiyaçlarını karşılayabilir; Yeni nesil enerji taşıtları alanında ise batarya paketlerinin hafifletilmesi talebine yanıt olarak, metrekarede 10 gram ağırlığındaki ultra ince modeller metal alt katmanlarla birleştirilerek batarya paketlerinin ağırlığı azaltılabilir ve çatlama direnci sayesinde darbe dayanımı artırılarak sürüş güvenliği sağlanabilir.

5. Güçlü işlem uyumluluğu ve ana akım kompozit malzeme şekillendirme teknolojileriyle uyum

Önemli performans avantajlarına rağmen, bu ultra ince karbon fiber prepreg mükemmel işlem uyumluluğunu korur ve müşterilerin üretim ekipmanlarını değiştirmesine gerek kalmadan sıcak presleme kalıplama, kompresyon kalıplama ve otomatik tel yerleştirme kalıplama gibi ana akım kompozit malzeme üretim süreçleriyle uyumludur. Sıcak presleme kalıplama süreci sırasında, ultra ince katman yapısı reçinenin akışını ve gaz atılımını hızlandırır, artan kabarcıkları azaltır ve kompozit malzemelerin kalite seviyesini artırır; Otomatik iplik yerleştirme sürecinde, düşük yüzey yoğunluğu prepreg'in karmaşık eğri yüzeylere yapışmasını kolaylaştırır, katman kırışıklığı riskini azaltır ve özellikle havacılık endüstrisindeki karmaşık yapısal bileşenlerin otomatik üretimine uygundur.

Aynı zamanda ürünün saklanması ve kullanılabilirliği de optimize edilmiştir - vakumlu ambalaj kullanılarak -18 ℃ ortamda 6 aydan fazla saklanabilir ve çıkarıldıktan sonra uzun süre tekrar ısıtmaya gerek kalmadan kullanılabilir, böylece üretimde bekleme süresi kısalır; sıradan prepreg ile karşılaştırıldığında, kesim sürecinde liflerinin tüylenmesi ve katmanlarının ayrılmasının ihtimali daha düşüktür, bu da hurda oranını azaltır ve üretim maliyetlerini daha fazla kontrol etmeyi sağlar.