Gvidilo pri Prilaborado de Karbonaj Fibraj Kunmetaĵoj
Karbonfibraj Kunmetaĵoj: Pretiga Gvidilo
Prilaborado de karbonfibro (CF) kunmetaĵoj estas malfacila komerco, konsiderante ke la plej multaj inĝenieroj pensantaj pri produktado aŭ desegnado venas de fono de desegnado de metalaj partoj.ĝi estas nomita nigra aluminio, kaj ĝia dezajno kaj fabrikado estis priskribitaj kiel nigra arto.Kio ĝi estas, vere?
La celo de ĉi tiu dezajngvidilo estas disponigi ĝeneralajn informojn kaj specifojn pri karbonfibraj kunmetaĵoj kaj kelkajn gvidliniojn por dizajni malpezajn alt-efikecajn produktojn kun karbonfibraj kunmetaĵoj.
Kial Karbona Fibro
Karbonfibraj kunmetaĵoj havas esceptajn mekanikajn trajtojn kompare kun homogenaj metaloj kaj plastoj.La materialo estas forta, rigida kaj malpeza.Ĉi tiuj kunmetaĵoj estas la elektebla materialo por aplikoj kie malpeza kaj supera rendimento estas plej grava, kiel ekzemple komponantoj por kosmoŝipoj, ĉasaviadiloj kaj konkursaŭtoj.
Kio estas Karbonfibraj Komponaĵoj
Komponitaj materialoj estas faritaj per kombinado de plifortikigo (fibro) kun matrico (rezino), kaj ĉi tiu kombinaĵo de la fibro kaj matrico disponigas karakterizaĵojn pli bonajn ol ambaŭ el la materialoj sole.En kunmetaĵo, la fibro portas plimulton de la ŝarĝo kaj estas la plej grava kontribuanto en la materialaj trajtoj.La rezino helpas translokigi ŝarĝon inter fibroj, malhelpas la fibrojn kliniĝi kaj kunligas la materialojn.
Kiom ĝi kostis?
Historie, karbonfibrkunmetaĵoj estis tre multekostaj, kio limigis ĝian uzon al nur specialaj aplikoj.Tamen, dum la pasintaj dek sep jaroj, ĉar la konsumo pliiĝis kaj la aŭtomatigo en produktadprocezoj pliiĝis, la prezo de karbonfibraj kunmetaĵoj malpliiĝis.La kombinita efiko malaltigis la totalan koston de altkvalitaj aluminiaj produktoj.Hodiaŭ, karbonfibrkunmetaĵoj estas ekonomie realigeblaj en multaj aplikoj kiel ekzemple sportvaroj, spektakloboatoj, spektakloveturiloj, kaj alt-efikeca industria maŝinaro.
Aplikoj
Komponitaj materialoj estas ekstreme multflankaj.La inĝeniero povas elekti el diversaj fibroj kaj rezinoj por akiri la deziratajn materialajn ecojn.Ankaŭ, la materiala dikeco kaj fibro-orientiĝoj povas esti optimumigitaj por ĉiu apliko.
La avantaĝoj de karbonfibraj kunmetaĵoj estas:
1.Alta specifa rigideco (rigideco dividita per denseco)
2.Alta specifa forto (forto dividita per denseco)
3.Ege malalta koeficiento de termika ekspansio (CTE)
4.X-radia travidebla (pro ĝia malalta molekula pezo)
En kiuj aplikoj estas uzataj karbonfibraj kunmetaĵoj?
La unika poziciigado de la karbonfibraj kunmetaĵoj kun alta specifa forto, rigideco kaj malalta CTE disponigas al ili unikan lokon en multaj aplikaĵareoj kiel montrite en la tabelo malsupre:
Tipaj aplikoj por karbonfibraj kunmetaĵoj
Dezajno Informoj
Karbonfibro-kunmetaĵoj estas konsideritaj "materialo de dizajnisto" ĉar la partoj povas esti tajloritaj por havi forton kaj aŭ rigidecon en la indikoj kaj lokoj kiuj estas necesaj.Ĉi tio estas atingita strategie metante materialojn kaj orientante fibran direkton por plej bone konveni al la postuloj.Ankaŭ, la fleksebleco de dezajno kaj fabrikado, kiun ofertas karbonfibraj kunmetaĵoj, donas ŝancojn por optimumigi dezajnon, kiel firmigi kaj korpigi multajn funkciojn surloke, por plue redukti la totalan partprezon.
Ilaro
Ŝimoj estas uzataj por difini la formon de la kunmetitaj partoj.La komponita parto prenos ĉiujn formojn kaj trajtojn de la muldiloj;tial la kvalito de la parto estas forte influita de la kvalito de la ŝimo.La ŝimoj povas esti aŭ masklaj aŭ inaj.La inaj ŝimoj estas la plej oftaj kaj ili produktos parton kun glata ekstera surfaco dum maskla ŝimo produktos glatan internan surfacon.Kongrua ŝimo (maskla kaj ina) estas postulata se la parto estas firmigita per gazetaro.
Duparta ilaro, ofte nomita "konkoŝelo"
La muldiloj povas esti faritaj per kunmetitaj materialoj, metal-plena epoksio aŭ maŝinprilaboritaj el aluminio aŭ ŝtalo.La speco de ŝimo kaj materialoj uzataj dependas de la speco de parto kaj la produktadkvanto.
Fabrika Procezo
Altnivela karbonfibro produktado kutime efektivigita uzante la antaŭ-impregnita karbonfibro kun termostataj rezinoj.La du ĉefaj metodoj uzataj estas:
1. Mana aranĝo
La mana aranĝo de antaŭ-impregnitaj teksitaj materialoj daŭre estas granda parto de la kunmetaĵa industrio, postulante la kapablojn kaj sperton de homa laborantaro formi platajn tagojn en kompleksajn formojn.Ĝi kapablas produkti altan rendimenton kaj kompleksajn partojn sed povas esti multekosta kaj tre varia procezo.
2. Aŭtomatigita Fibra Lokigo (AFP)
La ĉefaj aferoj por konsideri estas la larĝo de la fibro, kiun vi uzas, kaj la kompakta rulradiuso.
