Koolstofvesel Saamgestelde Verwerking Gids
Koolstofveselsamestellings: Verwerkingsgids
Die verwerking van koolstofvesel (CF)-komposiete is 'n moeilike besigheid, aangesien die meeste ingenieurs oorweeg om te vervaardig of te ontwerp kom uit 'n agtergrond van die ontwerp van metaalonderdele.dit word swart aluminium genoem, en die ontwerp en vervaardiging daarvan is beskryf as swart kuns.Wat is dit, regtig?
Die doel van hierdie ontwerpgids is om algemene inligting en spesifikasies oor koolstofvesel saamgestelde materiale en 'n paar riglyne vir die ontwerp van liggewig hoëprestasie produkte met koolstofvesel saamgestelde materiale te verskaf.
Hoekom Koolstofvesel
Koolstofveselsamestellings het buitengewone meganiese eienskappe in vergelyking met homogene metale en plastiek.Die materiaal is sterk, styf en liggewig.Hierdie samestellings is die materiaal van keuse vir toepassings waar liggewig en voortreflike werkverrigting uiters belangrik is, soos komponente vir ruimtetuie, vegvliegtuie en renmotors.
Wat is koolstofveselsamestellings
Saamgestelde materiale word gemaak deur versterking (vesel) met matriks (hars) te kombineer, en hierdie kombinasie van die vesel en matriks bied eienskappe beter as enige van die materiale alleen.In 'n saamgestelde materiaal dra die vesel 'n meerderheid van die las en is die grootste bydraer in die materiaal eienskappe.Die hars help om vrag tussen vesels oor te dra, keer dat die vesels knik, en bind die materiale saam.
Hoeveel dit kos?
Histories was koolstofveselsamestellings baie duur, wat die gebruik daarvan beperk het tot slegs spesiale toepassings.Oor die afgelope sewentien jaar, namate verbruik toegeneem het en outomatisering in vervaardigingsprosesse toegeneem het, het die prys van koolstofveselsamestellings egter gedaal.Die gekombineerde effek het die algehele koste van hoë-end aluminium produkte verlaag.Vandag is koolstofveselsamestellings ekonomies lewensvatbaar in baie toepassings soos sportgoedere, werkverrigtingbote, werkverrigtingvoertuie en hoëprestasie-industriële masjinerie.
Aansoeke
Saamgestelde materiale is uiters veelsydig.Die ingenieur kan kies uit 'n wye verskeidenheid vesels en harse om die gewenste materiaal eienskappe te verkry.Die materiaaldikte en veseloriëntasies kan ook vir elke toepassing geoptimaliseer word.
Die voordele van koolstofveselsamestellings is:
1. Hoë spesifieke styfheid (styfheid gedeel deur digtheid)
2. Hoë spesifieke sterkte (sterkte gedeel deur digtheid)
3. Uiters lae termiese uitsettingskoëffisiënt (CTE)
4. X-straal deursigtig (as gevolg van sy lae molekulêre gewig)
In watter toepassings word koolstofvesel-samestellings gebruik?
Die unieke posisionering van die koolstofveselsamestellings met hoë spesifieke sterkte, styfheid en lae CTE bied aan hulle 'n unieke plek in baie toepassingsareas soos in die tabel hieronder getoon:
Tipiese toepassings vir saamgestelde koolstofvesel
Ontwerpinligting
Koolstofvesel-komposiete word beskou as "ontwerpersmateriaal" omdat die onderdele aangepas kan word om sterkte en of styfheid te hê in die rigtings en plekke wat nodig is.Dit word bereik deur materiale strategies te plaas en veselrigting te oriënteer om die beste by die vereistes te pas.Die ontwerp- en vervaardigingsbuigsaamheid wat koolstofvesel-samestellings bied, bied ook geleenthede om ontwerp te optimaliseer, soos om baie kenmerke in-situ te konsolideer en in te sluit om die totale deelprys verder te verlaag.
Gereedskap
Vorms word gebruik om die vorm van die saamgestelde dele te definieer.Die saamgestelde deel sal alle vorms en kenmerke van die vorms optel;daarom word die kwaliteit van die onderdeel sterk beïnvloed deur die kwaliteit van die vorm.Die vorms kan óf manlik óf vroulik wees.Die vroulike vorms is die algemeenste en hulle sal 'n deel met 'n gladde buite-oppervlak produseer, terwyl 'n manlike vorm 'n gladde binne-oppervlak sal produseer.'n Gepaste vorm (manlik en vroulik) word benodig as die deel met 'n pers gekonsolideer word.
Tweedelige gereedskap, algemeen bekend as 'n "clamshell"
Die vorms kan gemaak word met saamgestelde materiale, metaalgevulde epoksie of gemasjineer van aluminium of staal.Die tipe vorm en materiale wat gebruik word, hang af van die tipe onderdeel en die produksiehoeveelheid.
Vervaardigingsproses
Gevorderde produksie van koolstofvesel word gewoonlik uitgevoer met behulp van die vooraf geïmpregneerde koolstofvesel met termohardende harse.Die twee sleutelmetodes wat gebruik word, is:
1. Handopleg
Die handoplegging van vooraf geïmpregneerde geweefde materiale is steeds 'n groot deel van die saamgestelde vervaardigingsbedryf, wat die vaardighede en ervaring van 'n menslike arbeidsmag vereis om plat lae in komplekse vorms te vorm.Dit is in staat om hoë werkverrigting en komplekse onderdele te produseer, maar kan 'n duur en hoogs veranderlike proses wees.
2. Outomatiese veselplasing (AFP)
Die belangrikste dinge om in ag te neem is die breedte van die vesel wat jy gebruik en die verdigtingsrolradius.
