Hassas Karbon Fiber Tüpler, Plakalar ve Özel Parçalar | Weihai Dushi

Temel sınıflandırma: Uygulama senaryolarına ve ürün formlarına dayalı doğru sınıflandırma

Karbon fiber ürünlerin geniş bir yelpazesi vardır ve uygulama alanlarına, ürün formlarına ve altlık türlerine göre dört ana kategoriye ayrılabilir. Her ürün türü farklı ihtiyaçlara odaklanır ve tekrar oranı %50'nin altında tutularak çoklu sektörlerin kapsanması sağlanır.

1. Uygulama alanına göre: yüksek düzeyli üretim kategorilerinin senaryoya dayalı bölümlenmesi

Uygulama alanı, karbon fiber ürünlerinin en temel sınıflandırma boyutudur ve farklı endüstrilerin performans gereksinimleri çeşitli formlarda uzmanlaşmış ürünlerin doğmasına neden olmuştur. Bu alanlardan dördü piyasa payının %80'inden fazlasını oluşturur:

• Havacılık ve uzay için karbon fiber ürünleri: Bu ürünler, "nihai performans+yüksek güvenilirlik" temel gereksinimlerine sahiptir ve özellikle uçak gövde yapısal bileşenleri, kanat kaplamaları, kuyruk finleri, motor nacelleri vb. parçaları içerir. Bazı yüksek uç ürünleri ayrıca roket gövdeleri ve uydu destek yapıları için kullanılır. Ürün, yüksek modüllü karbon fiber (40T üzeri) ve yüksek sıcaklığa dayanıklı reçine kompozitinden üretilmiştir ve çekme mukavemeti 2800MPa'nın üzerindedir; ayrıca havacılık kalite sertifikasyonuna (örneğin AS9100) sahip olmalıdır. Örneğin, Boeing 787 uçağında kullanılan karbon fiber ürünler, gövdenin ağırlığının %50'sini oluşturur ve bu da uçağın yakıt verimliliğini %20 artırır; SpaceX'in Falcon 9 roket gövdesi ise alüminyum alaşımdan yapılan bir kabuktan %40 daha hafif olan karbon fiber kompozit bir kabuğa sahiptir.
• Yeni enerjili taşıtlar için karbon fiber ürünler: "hafiflik+güvenlik" odaklı, ana olarak gövde çerçeveleri, batarya paketi kapakları, şasi bileşenleri, iç dekorasyonlar vb. alanları kapsar. Gövde çerçevesi 3K-12K karbon fiber dokuma kompozit malzemeden üretilmiştir ve burulma direnci 40000 N·m/°'nin üzerindedir ve geleneksel çelik gövdeden %30-%50 daha hafiftir; Batarya paketi kapak plakası, hem darbeye dayanıklı hem de yangına dayanıklı olan alev geciktirici karbon fiber ürünlerden oluşur ve iğne batırma ve sıkıştırma gibi güvenlik testlerinden geçer. Tesla ve NIO gibi üst düzey otomobil şirketleri bunu büyük ölçüde kullanmaktadır ve Model S Plaid'in karbon fiber arka kanadı yüksek hızda stabiliteyi %15 artırır.
• Spor ekipmanları için karbon fiber ürünleri: "hafiflik+yüksek tokluk" temel alınarak golf sopaları, olta kamışları, tenis raketleri, kayaklar, bisiklet çerçeveleri vb. ürünleri kapsar. Bu tür ürünler genellikle ince doku ve dengeli mekanik özelliklere sahip 1K-3K küçük lif demetlerinden oluşan karbon fiber kullanır ve spor alanlarına göre tasarımda optimize edilebilir — örneğin golf sopa sapı tek yönlü karbon fiber ile takviye edilerek vuruş anında patlama gücü %10 artırılır; olta kamışı gradyant karbon fiber katman yapısı benimseyerek dayanıklılık ve esneklik arasında denge kurar ve balık vücuduna uygulanan 10 kg'dan fazla bir çekme kuvvetine dayanabilir.
• Endüstriyel ve altyapı kullanımına yönelik karbon fiber ürünleri: "dayanıklılık+ekonomi" ihtiyaçlarına uygun şekilde uyarlanmıştır ve rüzgar türbini kanatları, basınçlı kaplar, boru hatları, bina takviye plakaları, endüstriyel robot kolları vb. ürünleri içerir. Rüzgar türbini kanatları, tek bir 10MW'lık kanat uzunluğunun 80 metreyi aşması ve cam elyaf kanatlara kıyasla ağırlığın %25 oranında azaltılması gibi büyük karbon fiber ürün demetlerinden (48K üzeri) üretilir; Bina takviye panosu, eski binaların taşıma kapasitesini %30'tan fazla artırabilen karbon fiber kumaş ve epoksi reçine kompozitini kullanır ve uygulaması kolaydır, inşaat süresini %50 oranında kısaltır.

2. Ürün şekline göre: temel profillerden karmaşık yapısal bileşenlere kadar tam zincir kapsama

Oluşum biçimlerine göre Karbon fiber ürünleri beş temel kategoriye ayrılabilir ve ham madde işlemeden son kullanım alanlarına kadar tam bir endüstriyel zincir oluşturur:

• Karbon fiber levha: en temel profillerden biri olup, düz levha ve petekli levha olarak ikiye ayrılır. Kalınlık aralığı 0,5 mm - 50 mm arasındadır ve farklı boyutlarda ve yüzey dokularında özelleştirilebilir. Düz levhalar ekipman kaplamaları ve iç paneller için kullanılır; Petekli paneller hafifliği ve yüksek mukavemeti ile karakterize edilir, yoğunluğu sadece 0,3 g/cm³'tür ve havacılık iç mekanları ile rüzgar türbini kanat alt plakalarında kullanılır. Örneğin, bir havayolu kabininin tavanı alüminyum alaşımdan yapılan panellere göre %60 daha hafif olan karbon fiber petekli panellerden üretilmiştir.
• Karbon fiber boru: 3 mm ile 500 mm arasında değişen çap aralığına sahip, sarma veya ekstrüzyon yöntemiyle üretilen yuvarlak boru, kare boru ve düzensiz boruya bölünür. Yuvarlak borular, oltalık kamışları, bayrak direkleri ve çadır destekleri için kullanılır; Kare borular bisiklet çerçeveleri ve ekipman destek yapıları için kullanılır; Düzensiz borular, araç egzoz borusu izolasyon kılıfları gibi özel senaryolara uygundur. Sarma teknolojisiyle üretilen karbon fiber borunun çevresel mukavemeti 1500 MPa'ya kadar çıkabilir ve bu değer çelik borudan çok daha üstündür.
• Karbon fiber şekilli yapısal bileşenler: hava aracı motor nacelleri, otomobil kapı iç panelleri, robotik eklemli kollar vb. gibi karmaşık eğri yüzeyler veya özel şekil gereksinimleri için uyarlanmıştır. Bu tür ürünler kalıplarla şekillendirilerek üretilir ve boyutsal doğruluk hatası ≤± 0,2 mm olmalıdır. Kuvvet dağılımının eşit olması için çok yönlü karbon fiber katman tasarımı gerekir. Örneğin, bir otomobil kapı iç panelinde karbon fiber şekillendirilmiş parçalar kullanıldığında ağırlık %45 oranında azalırken darbe direnci %30 artar.
• Karbon fiber kumaş ürünleri: karbon fiber dokuma kumaşı temel malzeme olarak kullanılarak kesilip şekillendirilir; örneğin, yelek, dekoratif kumaşlar, filtre malzemeleri vb. Yelek, 1K filament demetinden yapılan dokuma kumaşla üretilir ve balistik koruma seviyesi NIJ III seviyesine ulaşır. Dekoratif kumaşlar jakarlı teknoloji ile futbol ve elmas desenleri gibi desenlere dönüştürülür ve yüksek kaliteli mobilya ile otomobil iç mekanlarında kullanılır.
• Karbon fiber kompozit profil metal ve seramik gibi malzemelerle kompozit olarak oluşturulan yeni bir ürün türüne örnektir; örneğin karbon fiber alüminyum alaşım kompozit borular ve karbon fiber seramik fren diskları. Karbon fiber seramik fren diskları yüksek sıcaklıklarda sabit bir sürtünme katsayısı korur ve spor otomobiller ile uçakların fren sistemlerinde kullanılır. Ömürleri metal fren disklere göre 5 kat daha uzundur.

3. Farklı matris türlerine göre değişen kompozit sistemlerin performanslarının farklılaştırılmış adaptasyonu

Kompozit matris malzemesine göre, karbon fiber ürünler farklı performans gereksinimlerini karşılamak üzere üç ana sisteme ayrılabilir:

• Reçine bazlı karbon fiber ürünler: epoksi reçine, fenolik reçine ve termoplastik reçineye dayalı olarak %85'in üzerinde paya sahip olan en yaygın kategoridir. Epoksi reçine bazlı ürünler, dengeli mekanik özelliklere sahiptir ve havacılık ile spor ekipmanlarında kullanılır; Fenolik reçine bazlı ürünler, üstün alev geciktiriciliğe sahiptir ve raylı sistemler ile yangına dayanıklı bileşenlerde kullanılır; Termoplastik reçine bazlı ürünler geri dönüştürülebilirdir ve otomotiv ile elektronik cihaz kapaklarında kullanılır.
• Metal temelli karbon fiber ürünleri: Alüminyum, titanyum, bakır gibi metallerle kompozit halinde birleştirilmiş, karbon fiberin hafifliğini metallerin elektriksel ve termal iletkenliğiyle birleştiren ürünlerdir ve elektronik cihazların ısı dağıtım bileşenleri ile havacılıkta iletken yapısal bileşenlerde kullanılır. Örneğin, karbon fiber alüminyum kompozit radyatörler, saf alüminyum radyatörlere kıyasla ısı dağıtım verimliliğini %40 artırır.
• Seramik temelli karbon fiber ürünleri: Seramik bazlı olan bu ürünler, olağanüstü yüksek sıcaklık direncine sahiptir ve 1000 ℃'nin üzerindeki sıcaklıklarda uzun süreli kullanım imkanı sunar. Havacılık motoru türbin kanatları ve endüstriyel fırın kaplamalarında kullanılır. Bu ürün tipi yüksek maliyetlidir ve özellikle üst düzey yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılır.

i̇şlevsel özelliklere dayalı özel senaryolar için özelleştirilmiş türev kategorileri

Aşırı çevre koşullarına veya özel ihtiyaçlara yanıt olarak karbon fiber ürünler, uygulama sınırlarını genişleten çok sayıda fonksiyonel alt kategori geliştirmiştir:

• Yüksek sıcaklığa dayanıklı karbon fiber ürünler: poliimid reçinesi veya seramik matrisli malzemelerden yapılan bu ürünler, 150-1000 ℃ arasında uzun süreli kullanım sıcaklığına sahip olup yüksek sıcaklıklarda mekanik özelliklerinin %85'inden fazlasını korur. Havacılık motoru bileşenleri ve endüstriyel fırın yapılarında kullanılır.
• Alev geciktirici karbon fiber ürünler: halojensiz alev geciktiricilerle birlikte eklenerek alev geciktirme performansı UL94 V0 seviyesine ulaşır ve yanma sırasında duman yoğunluğu düşüktür. Raylı taşımacılık vagonlarının iç kısımları ve bina yangın dirençli bileşenleri için kullanılır.
• İletken Karbon Lif Ürünleri: Karbon nanotüplerin eklenmesi veya metal esaslı kompozitlerin kullanılmasıyla yüzey direnci ≤ 10⁴ Ω olur ve elektromanyetik kalkanlamalı kapaklar ile antistatik zeminlerde kullanılır.
• Korozyona Dayanıklı Karbon Lif Ürünleri: asit ve alkaliye dayanıklı reçine matrisi kullanılarak deniz suyu ve kimyasal ortamlara karşı korozyon direnci sağlar, deniz platformu yapıları ve kimyasal boru hatlarında kullanılır.

Temel Avantaj: İmalat Sanayisinin Değerini Yeniden Şekillendirmek İçin Altı Temel Özellik

Karbon fiber ürünlerin yüksek kaliteli üretimde "çekirdek malzeme taşıyıcısı" olmasının nedeni, mekanik özellikler, hafiflik, çevresel uyum ve diğer boyutlarda sahip oldukları kapsamlı avantajların bir araya gelerek pazar konumlarının yerini değiştirilemez kılmasıdır.

1. Nihai hafiflik ve yüksek mukavemet avantajları

Hafiflik ve yüksek mukavemet arasında denge, Karbon fiber ürünlerin temel rekabet avantajıdır. Yoğunluğu yalnızca 1,7-2,0 g/cm³'tür ve bu değer çeliğin 1/4-1/5'ine, alüminyum alaşımın ise 2/3'üne karşılık gelir. Çekme mukavemeti 1500-3000 MPa'ya ulaşabilir, bu da çeliğin 5-10 katıdır ve özgül mukavemeti (mukavemet/yoğunluk) geleneksel malzemelerin çok üzerindedir. Havacılık sektöründe karbon fiber ürünleri kullanıldığında uçakların gövde ağırlığı %30-50 oranında azalır ve yakıt verimliliği %15-20 artar. Boeing 787 uçağı, karbon fiber ürünlerin yaygın kullanımı sayesinde uçak başına yılda yaklaşık 12 milyon ABD doları yakıt maliyeti tasarrufu sağlar; Otomotiv sektöründe karbon fiber gövde iskeleti, aracın toplam ağırlığını %40 oranında azaltır, 100 kilometre başına hızlanma süresini 1-2 saniye kısaltır ve yakıt tüketimini %15'ten fazla düşürür; Rüzgar enerjisi alanında, 10 MW'lık rüzgar türbini kanatlarında karbon fiber ürün kullanılması, ağırlığı %25 azaltır ve elektrik üretimi verimliliğini %5-8 artırır.

2. Mükemmel yorulma direnci ve dayanıklılık

Karbon fiber ürünler, dinamik yük döngülerinde %85-90'luk bir yorulma mukavemeti koruma oranına sahiptir ve bu oran çeliğin %50-60'ını önemli ölçüde aşar. Rüzgar enerjisi alanında rüzgar türbin kanatları, 20 yıldan fazla süre boyunca rüzgar yükü döngülerine dayanmak zorundadır. Karbon fiber ürünler kullanıldığında yorulma kırılmasının riski %70 oranında azalır; Havacılık alanında ise uçak gövde parçaları on binlerce iniş-kalkış sırasında oluşan titreşim yüklerine maruz kalır ve karbon fiber ürünlerin yorulmaya karşı direnci, bu parçaların kullanım ömrünü 25 yıldan fazla uzatabilir. Ayrıca karbon fiber ürünler, güneş ışığına maruz kalma, nem, tuzlu su gibi açık hava ortamlarında 15-20 yıla kadar ulaşabilen üstün iklimlendirme direncine de sahiptir ve bu süre geleneksel metal malzemelerden %50'den fazla daha uzundur. Deniz platformlarında karbon fiber borular kullanıldığında, deniz suyu korozyonu nedeniyle sık sık değiştirme ihtiyacı ortadan kalkar ve bakım maliyetleri %60 oranında düşer.

3. Son derece esnek tasarım ve özelleştirme imkanları

Karbon fiber ürünler, tüm boyutlarda özelleştirilmiş tasarım yapılmasına olanak sağlar ve farklı senaryolardaki kişisel ihtiyaçlara mükemmel şekilde uyar. Şekil açısından, basit plakalar ve borulardan uçak motor nacelleri gibi düzensiz yapılara kadar kalıba göre her türlü karmaşık şekil yapılabilir ve boyutsal doğruluk hatası ≤± 0,2 mm olur. Performans açısından, karbon fiber demet özellikleri (1K-60K), katman yönü (0°, 90°, ±45°), matris türü ve diğer parametreler ayarlanarak malzemenin mukavemeti, tokluğu, sıcaklık direnci gibi özellikleri optimize edilebilir. Örneğin golf sopası sapı, gradyanlı katman tasarımı ile "yüksek baş mukavemeti + yüksek kuyruk tokluğu" dengesini sağlar; Görünüm açısından, dokuma teknikleri ve yüzey işlemlerinin kullanımıyla farklı doku ve renkler elde edilebilir. Örneğin otomobil iç mekanlarında jaklı karbon fiber dekoratif paneller kullanılarak ürünün üst düzey dokusu artırılabilir.

4. Mükemmel süreç uyumu ve kalıp verimliliği

Karbon fiber ürünler, tek parça özelleştirmeden seri üretime kadar çeşitli ihtiyaçlara cevap verebilecek şekilde birden fazla kalıplama süreciyle uyumludur. Levhalar ve borular gibi standart ürünler için ekstrüzyon ve sarma süreçleri büyük ölçekli üretimde kullanılabilir. Ekstrüzyon hızı 5-10 m/dk'ya ulaşabilir ve tek bir üretim hattının günlük üretimi 1000 metreyi aşabilir; Karmaşık şekilli parçalar (örneğin uçak yapısal bileşenleri ve otomobil kapıları) için sıcak pres fırınları ve kalıplama süreçleri kullanılabilir ve döngü süresi yalnızca 20-60 dakikadır ve bu da hızlı tempolu otomotiv imalat endüstrisi üretimine uygundur; Küçük parti özelleştirilmiş parçalar (örneğin yüksek kaliteli spor ekipmanları) için vakum torba şekillendirme teknolojisi kullanılabilir; bu yöntem daha düşük maliyetlidir ve şekil verme kalitesi kararlıdır. Ayrıca, karbon fiber ürünlerin işlenmesi sırasında atık oranı yalnızca %5-8'dir ve bu oran geleneksel metal işlemedeki %15-20'nin çok altındadır ve bu da malzeme israfını önemli ölçüde azaltır.

5. Çeşitlendirilmiş işlevsel genişletilebilirlik

Temel mekanik özelliklerin yanı sıra karbon fiber ürünler, kompozit modifikasyon yoluyla zengin işlevsel özellikler elde edebilir ve uygulama sınırlarını genişletebilir. Elektromanyetik koruma açısından iletken karbon fiber ürünler, elektromanyetik radyasyonun %99'undan fazlasını engelleyebilir ve askeri teçhizat ile 5G baz istasyonu kapaklarında kullanılır; Isı iletimi ve soğutma açısından karbon fiber metal kompozit ürünlerin ısı iletkenliği katsayısı maksimum 150W/(m·K) değerine ulaşabilir ve elektronik cihazların CPU soğutucu plakaları olarak kullanılır; Titreşim sönümleme açısından karbon fiber ürünlerin titreşim sönümleme oranı çeliğin 10 katından fazladır ve bu da otomotiv şasilerinde ve endüstriyel makine tezgahlarında çalışma gürültüsünü ve aşınmayı azaltabilir; X-ışını geçirgenliği açısından karbon fiber ürünler, koruma ve hafiflik dengesini sağlayarak tıbbi ekipmanlar için radyasyon koruma plakaları olarak kullanılabilir.

6. Uzun vadeli tam yaşam döngüsü maliyet avantajı

Karbon fiber ürünlerin başlangıçtaki temin maliyeti nispeten yüksek olsa da (çeliğin yaklaşık 10-20 katı), ürün ömrü boyunca maliyet avantajı oldukça belirgindir. Raylı sistemler alanında karbon fiber gövde bileşenlerinin kullanılması, tek bir vagonun ağırlığını 250 kg'dan fazla azaltabilir, tren başına yılda yaklaşık 42.000 kWh elektrik tasarrufu sağlar ve 10 yıllık bir kullanım süresince toplam maliyeti %30 oranında düşürür; Endüstriyel ekipman alanında karbon fiber ürünlerin korozyon direnci bakım periyodunu 1 yıldan 5 yıla uzatabilir, ekipmanın bakımdan kaynaklanan durma süresini %40 oranında azaltır ve üretim verimliliğini %15 artırır; Havacılık ve uzay sektöründe karbon fiber ürünlerin hafifletilmesi yakıt tüketimi ve taşıma maliyetlerini düşürür. Boeing 787 uçağında, ağırlık azalmasından kaynaklanan yakıt tasarrufu sayesinde malzeme farkının maliyeti 5 yıl içinde karşılanabilir. Ayrıca termoplastik karbon fiber ürünler geri dönüştürülebilir ve tekrar kullanılabilir; geri kazanılan malzemelerin performans koruma oranı %70'in üzerindedir ve bu da ham madde maliyetlerini daha da düşürür.

İşlem satışı noktası: Hammaddelerden nihai ürünlere kadar hassas kontrol ve değer artırımı

Karbon fiber ürünlerin üstünlüğü, hassas üretim süreçlerine ve tüm süreç boyunca kalite kontrolüne dayanır. İşleme sistemi sadece ürün tutarlılığını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda performans ile maliyet arasında optimize bir denge sağlayarak kategori rekabet gücünün temel taşı haline gelir.

1. Temel şekillendirme süreci: tüm kategorilere uyarlanabilen çeşitlendirilmiş bir teknoloji sistemi

Karbon fiber ürünlerin şekillendirme süreci, ürün formuna ve performans gereksinimlerine göre esnek olarak seçilir ve ürün kategorilerinin %90'ından fazlasını kapsayan dört ana süreç bulunur:

• Çekme kalıplama süreci: plaka ve boru gibi doğrusal profillerin üretiminde mainly kullanılır. Karbon fiber yün/kumaş, bir çekme cihazı aracılığıyla reçine tankına sürekli olarak çekilerek emdirilir ve ardından kalıp ısıtarak kürlenerek şekil verilir. Bu süreç son derece yüksek üretim verimliliğine sahiptir ve hat hızı 5-15m/dakika arasında olup ürün performansı homojendir. Reçine içeriği kontrol doğruluğu ± %1'e ulaşır ve bu da büyük ölçekli üretime uygundur. Örneğin, karbon fiber boru üretim hattında tek bir hattın günlük üretimi 2000 metreye ulaşabilir ve ürünün doğruluk hatası ≤ 0,5 mm/metre olur.
• Sarma kalıplama süreci: silindirik veya dönen ürünlerin (basınçlı kaplar, boru hatları, roket gövdeleri gibi) üretiminde kullanılır; karbon elyaf prepreg, belirlenmiş bir açıda sarma makinesi tarafından çekirdek kalıba sarılır ve ardından ısıtılarak sertleştirilir. Sarma açısı (0°-90°) hassas şekilde kontrol edilebilir, böylece ürün hem eksenel hem de çevresel yönde optimal dayanım dağılımını oluşturabilir. Örneğin, spiral sarma teknolojisi kullanıldıktan sonra yüksek basınçlı gaz tüplerinin patlama basıncı 80 MPa'yı aşabilir, bu değer geleneksel metal gaz tüplerinden çok daha yüksektir.
• Kompresyon kalıplama süreci: karmaşık şekilli parçalar (örneğin otomotiv iç parçaları ve spor ekipmanları) için uygundur, karbon elyaf prepreg katman isteklerine göre kalıba yerleştirilir ve ısıtma (120-180 ℃) ve presleme (0,5-1,5MPa) ile sertleştirilir. Bu sürecin boyutsal doğruluğu yüksektir ve hatası ≤± 0,2 mm'dir ve seri üretim yapılabilir. Tek mod üretim döngüsü 20-60 dakikadır ve Tesla'nın karbon elyaf bagaj kapağı bu süreçle üretilmektedir.
• Sıcak presleme kalıplama süreci: Yüksek uçak ve uzay yapısal bileşenleri (örneğin uçak kanatları ve gövde kaplamaları) için kullanılır, karbon elyaf prepreg sıcak pres tankına katmanlar halinde yerleştirilerek yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta (sıcaklık 150-200 ℃, basınç 0,8-1,2MPa) sertleştirilir. Bu süreç reçinenin liflere tam olarak nüfuz etmesini sağlar, ürünün iç hata oranı %0,3'ten azdır ve mekanik özellikleri kararlıdır. Boeing ve Airbus'ın ana uçak modelleri bu süreçle temel yapısal bileşenleri üretmektedir.

2. Temel süreç kontrol noktaları: ürün performansını belirleyen beş temel bağlantı

Karbon fiber ürünlerin kalite istikrarı, üretim sürecinin ayrıntılı bir şekilde kontrol edilmesine dayanır ve son ürün performansını doğrudan etkileyen beş anahtar bağlantı vardır:

• Karbon fiber ham madde seçimi: Ürün performansı gereksinimlerine göre uygun karbon fiber demet özellikleri ve modül seviyeleri seçilir. Havacılık ürünleri için 40T veya üzeri yüksek modüllü küçük demetler (1K-6K) tercih edilir; endüstriyel ürünler için ise 24T veya altı büyük demetler (48K veya daha fazla) seçilir. Aynı zamanda karbon fiberin mukavemeti, modülü, karbon içeriği gibi parametrelerine yönelik katı testler uygulanır ve uygun olmayan hammadde kesinlikle üretime alınmaz.
• Ön reçine emdirme malzemesi hazırlık kontrolü: Ön impregne malzemenin reçine içeriği ve homojenliği, ürünün performansını doğrudan etkiler. Sıcak-erime veya çözelti ile impregne yöntemleriyle hazırlanırken, reçine içeriği %30 - 50 arasında ±%1 hata payıyla kontrol edilir; Her bir karbon fiberin reçineyle eşit şekilde kaplanmasını sağlamak ve yerel yapıştırıcı eksikliğinden kaynaklanan zayıf performans noktalarını önlemek için bilgisayar kontrollü impregne ekipmanı kullanılır.
• Katman düzenleme tasarımı ve uygulaması: Ürünün gerilme analizine dayanarak, fiber yönünün, katman sayısının ve sırasının belirlenmesi amacıyla katman düzenlemesi yapılır. Örneğin, yük taşıyan yapıda 0°/90° alternatif katmanlar, darbeye dayanıklı yapılarda ise ±45° katmanlar kullanılır; Katmanlama işlemi, elle yapılan uygulamalardan kaynaklanan fiber hizalanma hatalarını önlemek amacıyla ±0,1 mm hassasiyetinde otomatik tel yerleştirme makinesi ile gerçekleştirilir.
• Kürleme parametrelerinin hassas kontrolü: Reçine türüne göre sertleştirme sıcaklığı, basıncı ve süresini ayarlayın. Termoset reçineler, hızlı ısınmayı ve kabarcık oluşumunu önlemek için ısıtma oranını (2-5 ℃/dk) kontrol etmelidir; Reçinenin eksiksiz sertleşmesini sağlamak ve aşırı sertleşme durumundan kaçınmak için diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) kullanarak sertleşme derecesini gerçek zamanlı olarak izleyin.
• İşleme sonrası işlemler ve kalite muayenesi: Sertleşmiş ürün, boyut hassasiyetini ve yüzey pürüzsüzlüğünü sağlamak amacıyla kenar temizleme ve parlatma gibi işlemlerden geçirilmelidir; Her parti ürün çekme mukavemeti, eğilme mukavemeti ve darbe tokluğu gibi mekanik özellik testlerinden geçirilmelidir. Ultrasonik muayene ve X-ışını muayenesi gibi tahribatsız muayene teknikleri, iç kusurları tespit etmek amacıyla kullanılır ve kusur tespit oranı %99,9'dur.

3. Süreç Yeniliği Eğilimi: Kategori Yükseltmeyi Sağlayan Üç Ana Yönelim

Sektör, süreç yenilikleri aracılığıyla karbon fiber ürünlerinin performansını ve maliyet etkinliğini geliştirmeye devam ediyor ve kategorinin gelişimini yönlendiren üç büyük yenilik yönü var:

• Otomasyon ve Akıllı Üretim: Hammadde seçimi, katmanlama, sertleştirme ve muayene süreçlerinde tam otomasyonu sağlamak için endüstriyel robotlar, yapay zeka ile görsel muayene ve dijital ikiz teknolojisinin entegrasyonu. Örneğin, otomatik tel yerleştirme makinesinin tel yerleştirme hızı elle yapılan işleme göre 10 kat daha hızlıdır ve yapay zeka tespit sistemi liflerin hizalanmaması veya tutkal eksikliği gibi kusurları gerçek zamanlı olarak belirleyebilir, ürün tutarlılık hatasını ± 0,1 mm'ye indirir.
• Düşük maliyetli süreç araştırmaları ve geliştirme: Üretim maliyetlerini azaltmak için büyük demet karbon fiber şekillendirme teknolojisi, çözücü içermeyen ön impregne işlemi ve hızlı kürlenme reçine sistemi geliştiriliyor. Büyük demet karbon fiberin fiyatı küçük demete göre yalnızca üçte bir ile beşte biri kadar olup, büyük demetler kullanılarak üretilen rüzgar türbini kanatlarının maliyeti %40 oranında düşürülmüştür; Hızlı kürlenme reçinesi ise kalıp süresini 10 dakikadan azaltarak üretim verimliliğini artırmaktadır.
• Yeşil geri dönüşüm süreci uygulaması: Termoplastik karbon fiber ürünlerinin geri dönüşüm ve yeniden kullanım teknolojisinin yaygınlaştırılması, eritme ve yeniden şekillendirme yoluyla ham madde geri kazanımı ile %80'in üzerinde geri dönüşüm oranının sağlanması; Biyotabanlı reçine ve karbon fiberin kompozit süreçlerinin geliştirilmesi, petrol bazlı ham maddelere olan bağımlılığın azaltılması ve VOC emisyonlarının %90'dan fazla düşürülmesi, yeşil imalat trendine uyum sağlaması.