اخبار

فیبر کربن یک ماده فیبری با محتوای کربن بیش از ۹۵٪ است. این ماده دارای خواص مکانیکی، شیمیایی، الکتریکی و سایر خواص عالی است. این ماده «پادشاه مواد جدید» و یک ماده استراتژیک است که در توسعه نظامی و غیرنظامی کمبود آن احساس می‌شود. به عنوان «طلای سیاه» شناخته می‌شود.

خط تولید الیاف کربن به شرح زیر است:

فیبر کربن باریک چگونه ساخته می‌شود؟

فناوری فرآیند تولید فیبر کربن تاکنون توسعه یافته و بالغ شده است. با توسعه مداوم مواد کامپوزیت فیبر کربن، این ماده بیشتر و بیشتر مورد توجه همه اقشار جامعه قرار گرفته است، به ویژه رشد قوی صنایع هوایی، خودروسازی، راه آهن، پره‌های بادی و غیره و تأثیر محرک آن، توسعه صنعت فیبر کربن. چشم‌اندازها حتی گسترده‌تر نیز هستند.

زنجیره صنعت الیاف کربن را می‌توان به دو بخش بالادستی و پایین‌دستی تقسیم کرد. بالادستی معمولاً به تولید مواد مخصوص الیاف کربن اشاره دارد؛ پایین‌دستی معمولاً به تولید اجزای کاربردی الیاف کربن اشاره دارد. شرکت‌های بین بالادستی و پایین‌دستی را می‌توان به عنوان تأمین‌کنندگان تجهیزات در فرآیند تولید الیاف کربن در نظر گرفت. همانطور که در شکل نشان داده شده است:

کل فرآیند از ابریشم خام تا الیاف کربن در زنجیره صنعت الیاف کربن، نیاز به طی کردن فرآیندهایی مانند کوره‌های اکسیداسیون، کوره‌های کربنیزاسیون، کوره‌های گرافیتیزاسیون، عملیات سطحی و آهاردهی دارد. ساختار الیاف عمدتاً از الیاف کربن تشکیل شده است.

بخش بالادستی زنجیره صنعت الیاف کربن متعلق به صنعت پتروشیمی است و اکریلونیتریل عمدتاً از طریق پالایش نفت خام، کراکینگ، اکسیداسیون آمونیاک و غیره به دست می‌آید؛ الیاف پیش‌ساز پلی‌اکریلونیتریل، الیاف کربن با پیش‌اکسیداسیون و کربنیزه کردن الیاف پیش‌ساز به دست می‌آیند و مواد کامپوزیت الیاف کربن با پردازش الیاف کربن و رزین با کیفیت بالا برای برآورده کردن نیازهای کاربردی به دست می‌آیند.

فرآیند تولید الیاف کربن عمدتاً شامل کشش، کشش سطحی، تثبیت، کربنیزاسیون و گرافیتیزاسیون است. همانطور که در شکل نشان داده شده است:

طراحی:این اولین مرحله در فرآیند تولید الیاف کربن است. این فرآیند عمدتاً مواد اولیه را به الیاف جدا می‌کند که یک تغییر فیزیکی است. در طول این فرآیند، انتقال جرم و انتقال حرارت بین مایع ریسندگی و مایع انعقاد و در نهایت رسوب PAN رخ می‌دهد. رشته‌ها یک ساختار ژل تشکیل می‌دهند.

پیش نویس:برای عمل کردن همراه با اثر کششی الیاف جهت‌دار، به دمای ۱۰۰ تا ۳۰۰ درجه نیاز دارد. همچنین این یک گام کلیدی در مدول بالا، تقویت زیاد، تراکم و اصلاح الیاف PAN است.

پایداری:زنجیره ماکرومولکولی خطی ترموپلاستیک PAN با روش گرمایش و اکسیداسیون در دمای 400 درجه به یک ساختار ذوزنقه‌ای مقاوم در برابر حرارت غیرپلاستیک تبدیل می‌شود، به طوری که در دمای بالا ذوب نمی‌شود و قابل اشتعال نیست، شکل فیبر را حفظ می‌کند و ترمودینامیک در حالت پایدار قرار دارد.

کربنیزاسیون:لازم است عناصر غیرکربنی موجود در PAN در دمای ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ درجه از بین بروند و در نهایت الیاف کربنی با ساختار گرافیت توربواستراتیک با محتوای کربن بیش از ۹۰٪ تولید شود.

پارچه فیبر کربنی

گرافیتی شدن: برای تبدیل مواد کربنیزه آمورف و توربوستراتیک به ساختارهای گرافیتی سه بعدی، به دمایی بین ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه نیاز است که اصلی‌ترین اقدام فنی برای بهبود مدول الیاف کربن است.

فرآیند دقیق الیاف کربن از فرآیند تولید ابریشم خام تا محصول نهایی به این صورت است که ابریشم خام PAN توسط فرآیند تولید ابریشم خام قبلی تولید می‌شود. پس از پیش‌کشش توسط حرارت مرطوب تغذیه‌کننده سیم، به طور متوالی توسط دستگاه کشش به کوره پیش‌اکسیداسیون منتقل می‌شود. پس از پخت در دماهای گرادیان مختلف در گروه کوره پیش‌اکسیداسیون، الیاف اکسید شده، یعنی الیاف پیش‌اکسید شده، تشکیل می‌شوند. الیاف پیش‌اکسید شده پس از عبور از کوره‌های کربنیزاسیون با دمای متوسط ​​و بالا به الیاف کربن تبدیل می‌شوند. سپس الیاف کربن تحت عملیات سطحی نهایی، اندازه‌بندی، خشک کردن و سایر فرآیندها قرار می‌گیرند تا محصولات الیاف کربن به دست آیند. . کل فرآیند تغذیه مداوم سیم و کنترل دقیق، کمی مشکل در هر فرآیند بر تولید پایدار و کیفیت محصول نهایی الیاف کربن تأثیر می‌گذارد. تولید الیاف کربن دارای جریان فرآیند طولانی، نکات کلیدی فنی فراوان و موانع تولید بالا است. این فرآیند ترکیبی از رشته‌ها و فناوری‌های متعدد است.

موارد فوق ساخت فیبر کربن است، بیایید نگاهی به نحوه استفاده از پارچه فیبر کربن بیندازیم!

پردازش محصولات پارچه الیاف کربن

۱. برش

پیش‌آغشته از سردخانه با دمای منفی ۱۸ درجه خارج می‌شود. پس از بیدار شدن، اولین قدم برش دقیق ماده طبق نمودار ماده روی دستگاه برش اتوماتیک است.

۲. سنگفرش

مرحله دوم، قرار دادن پیش‌پرگ روی ابزار لایه‌گذاری و قرار دادن لایه‌های مختلف طبق الزامات طراحی است. تمام فرآیندها تحت موقعیت‌یابی لیزری انجام می‌شوند.

۳. شکل‌دهی

از طریق یک ربات جابجایی خودکار، پیش فرم برای قالب‌گیری فشاری به دستگاه قالب‌گیری ارسال می‌شود.

۴. برش

پس از شکل‌دهی، قطعه کار برای مرحله چهارم برش و پلیسه‌گیری به ایستگاه کاری ربات برش ارسال می‌شود تا از دقت ابعادی قطعه کار اطمینان حاصل شود. این فرآیند را می‌توان روی CNC نیز انجام داد.

۵. تمیز کردن

مرحله پنجم انجام تمیز کردن با یخ خشک در ایستگاه تمیز کردن برای از بین بردن عامل جداکننده است که برای فرآیند پوشش چسب بعدی مناسب است.

۶. چسب

مرحله ششم، اعمال چسب ساختاری در ایستگاه ربات چسب‌زن است. موقعیت چسب، سرعت چسب و خروجی چسب، همگی به طور دقیق تنظیم می‌شوند. بخشی از اتصال با قطعات فلزی پرچ می‌شود که این کار در ایستگاه پرچ‌زن انجام می‌شود.

۷. بازرسی مونتاژ

پس از اعمال چسب، پنل‌های داخلی و خارجی مونتاژ می‌شوند. پس از خشک شدن چسب، تشخیص نور آبی برای اطمینان از دقت ابعادی سوراخ‌های کلید، نقاط، خطوط و سطوح انجام می‌شود.

پردازش فیبر کربن دشوارتر است

فیبر کربن هم استحکام کششی قوی مواد کربنی و هم قابلیت پردازش نرم الیاف را دارد. فیبر کربن ماده‌ای جدید با خواص مکانیکی عالی است. به عنوان مثال، فیبر کربن و فولاد رایج ما را در نظر بگیرید، استحکام فیبر کربن حدود ۴۰۰ تا ۸۰۰ مگاپاسکال است، در حالی که استحکام فولاد معمولی ۲۰۰ تا ۵۰۰ مگاپاسکال است. از نظر چقرمگی، فیبر کربن و فولاد اساساً مشابه هستند و هیچ تفاوت آشکاری وجود ندارد.

فیبر کربن استحکام بالاتر و وزن سبک‌تری دارد، بنابراین می‌توان فیبر کربن را پادشاه مواد جدید نامید. به دلیل این مزیت، در طول پردازش کامپوزیت‌های تقویت‌شده با فیبر کربن (CFRP)، ماتریس و الیاف تعاملات داخلی پیچیده‌ای دارند که باعث می‌شود خواص فیزیکی آنها با فلزات متفاوت باشد. چگالی CFRP بسیار کمتر از فلزات است، در حالی که استحکام آن از اکثر فلزات بیشتر است. به دلیل ناهمگنی CFRP، بیرون کشیدن الیاف یا جدا شدن الیاف ماتریس اغلب در طول پردازش رخ می‌دهد. CFRP مقاومت حرارتی بالایی دارد و در برابر سایش مقاوم است، که باعث می‌شود در طول پردازش، تجهیزات بیشتری را تحت فشار قرار دهد، بنابراین مقدار زیادی گرمای برش در فرآیند تولید ایجاد می‌شود که برای سایش تجهیزات جدی‌تر است.

در عین حال، با گسترش مداوم زمینه‌های کاربردی آن، الزامات روز به روز ظریف‌تر می‌شوند و الزامات مربوط به کاربرد مواد و الزامات کیفیت برای CFRP روز به روز سختگیرانه‌تر می‌شوند که این امر باعث افزایش هزینه پردازش نیز می‌شود.

پردازش تخته فیبر کربن

پس از پخت و شکل‌دهی تخته فیبر کربن، برای نیازهای دقیق یا نیازهای مونتاژ، پردازش‌های پس از تولید مانند برش و سوراخ‌کاری مورد نیاز است. تحت شرایط یکسان مانند پارامترهای فرآیند برش و عمق برش، انتخاب ابزارها و مته‌ها از جنس، اندازه و شکل‌های مختلف، اثرات بسیار متفاوتی خواهد داشت. در عین حال، عواملی مانند قدرت، جهت، زمان و دمای ابزارها و مته‌ها نیز بر نتایج پردازش تأثیر می‌گذارند.

در فرآیند پس از پردازش، سعی کنید یک ابزار تیز با پوشش الماس و یک مته کاربیدی محکم انتخاب کنید. مقاومت سایشی ابزار و خود مته، کیفیت پردازش و عمر مفید ابزار را تعیین می‌کند. اگر ابزار و مته به اندازه کافی تیز نباشند یا به طور نادرست استفاده شوند، نه تنها سایش و پارگی را تسریع می‌کنند، هزینه پردازش محصول را افزایش می‌دهند، بلکه باعث آسیب به صفحه نیز می‌شوند و بر شکل و اندازه صفحه و پایداری ابعاد سوراخ‌ها و شیارهای روی صفحه تأثیر می‌گذارند. باعث پارگی لایه لایه مواد یا حتی فروپاشی بلوک می‌شوند و در نتیجه کل تخته از بین می‌رود.

هنگام حفاریورق‌های فیبر کربنی، هر چه سرعت بیشتر باشد، اثر بهتر است. در انتخاب مته، طراحی منحصر به فرد نوک مته مته لبه صورت PCD8 برای ورق‌های فیبر کربن مناسب‌تر است، که می‌تواند بهتر به ورق‌های فیبر کربن نفوذ کند و خطر لایه لایه شدن را کاهش دهد.

هنگام برش ورق‌های ضخیم فیبر کربن، توصیه می‌شود از فرز فشاری دو لبه با طراحی لبه مارپیچ چپ و راست استفاده شود. این لبه برش تیز دارای هر دو نوک مارپیچ بالا و پایین است تا نیروی محوری ابزار را در حین برش متعادل کند. تا اطمینان حاصل شود که نیروی برش حاصل به سمت داخلی ماده هدایت می‌شود، به طوری که شرایط برش پایدار حاصل می‌شود و از لایه لایه شدن ماده جلوگیری می‌شود. طراحی لبه‌های الماس شکل بالا و پایین فرز "Pineapple Edge" همچنین می‌تواند به طور موثر ورق‌های فیبر کربن را برش دهد. شیار عمیق تراشه آن می‌تواند گرمای برش زیادی را از طریق تخلیه تراشه‌ها در طول فرآیند برش از بین ببرد تا از آسیب به خواص ورق فیبر کربن جلوگیری شود.

01 فیبر بلند پیوسته

ویژگی‌های محصول:رایج‌ترین شکل محصول تولیدکنندگان الیاف کربن، دسته‌ای از هزاران تک‌رشته است که بر اساس روش پیچش به سه نوع تقسیم می‌شوند: NT (هرگز پیچ نخورده، تاب نخورده)، UT (پیچ نخورده، تاب نخورده)، TT یا ST (پیچ خورده، تاب خورده)، که از بین آنها NT رایج‌ترین نوع الیاف کربن مورد استفاده است.

کاربرد اصلی:عمدتاً برای مواد کامپوزیتی مانند CFRP، CFRTP یا مواد کامپوزیت C/C استفاده می‌شود و زمینه‌های کاربرد آن شامل تجهیزات هواپیما/هوافضا، کالاهای ورزشی و قطعات تجهیزات صنعتی است.

نخ الیاف اصلی 02

ویژگی‌های محصول:نخ الیاف کوتاه برای نخ‌های کوتاه، نخ‌های ریسیده شده از الیاف کربن کوتاه، مانند الیاف کربن پایه قیری با کاربرد عمومی، معمولاً محصولاتی به شکل الیاف کوتاه هستند.

کاربردهای اصلی:مواد عایق حرارتی، مواد ضد اصطکاک، قطعات کامپوزیت کربن/کربن و غیره

03 پارچه الیاف کربن

ویژگی‌های محصول:از الیاف کربن پیوسته یا نخ ریسیده شده الیاف کربن ساخته شده است. طبق روش بافت، پارچه‌های الیاف کربن را می‌توان به پارچه‌های بافته شده، پارچه‌های بافتنی و پارچه‌های نبافته تقسیم کرد. در حال حاضر، پارچه‌های الیاف کربن معمولاً پارچه‌های بافته شده هستند.

کاربرد اصلی:همانند فیبر کربن پیوسته، عمدتاً در مواد کامپوزیتی مانند CFRP، CFRTP یا مواد کامپوزیت C/C استفاده می‌شود و زمینه‌های کاربرد آن شامل تجهیزات هواپیما/هوافضا، کالاهای ورزشی و قطعات تجهیزات صنعتی است.

کمربند بافته شده با الیاف کربن 04

ویژگی‌های محصول:متعلق به نوعی پارچه الیاف کربن است که از الیاف کربن پیوسته یا نخ ریسیده شده الیاف کربن نیز بافته می‌شود.

کاربرد اصلی:عمدتاً برای مواد تقویت‌کننده مبتنی بر رزین، به ویژه برای تولید و پردازش محصولات لوله‌ای استفاده می‌شود.

05 فیبر کربن خرد شده

ویژگی‌های محصول:برخلاف مفهوم نخ ریسیده شده از الیاف کربن، این نخ معمولاً از الیاف کربن پیوسته و از طریق پردازش خرد شده تهیه می‌شود و طول خرد شده الیاف را می‌توان بر اساس نیاز مشتری برش داد.

کاربردهای اصلی:معمولاً به عنوان مخلوطی از پلاستیک، رزین، سیمان و غیره استفاده می‌شود و با مخلوط کردن آن در ماتریس، می‌توان خواص مکانیکی، مقاومت در برابر سایش، رسانایی الکتریکی و مقاومت در برابر حرارت را بهبود بخشید؛ در سال‌های اخیر، الیاف تقویت‌کننده در کامپوزیت‌های فیبر کربن چاپ سه‌بعدی عمدتاً الیاف کربن خرد شده هستند.

06 سنگ زنی فیبر کربن

ویژگی‌های محصول:از آنجایی که فیبر کربن یک ماده شکننده است، پس از آسیاب کردن، یعنی آسیاب کردن فیبر کربن، می‌توان آن را به پودر فیبر کربن تبدیل کرد.

کاربرد اصلی:شبیه به الیاف کربن خرد شده، اما به ندرت در تقویت سیمان استفاده می‌شود؛ معمولاً به عنوان ترکیبی از پلاستیک، رزین، لاستیک و غیره برای بهبود خواص مکانیکی، مقاومت در برابر سایش، رسانایی الکتریکی و مقاومت حرارتی ماتریس استفاده می‌شود.

07 تشک فیبر کربنی

ویژگی‌های محصول:شکل اصلی نمد یا حصیر است. ابتدا الیاف کوتاه با کاردینگ مکانیکی و روش‌های دیگر لایه لایه می‌شوند و سپس با سوزن‌زنی آماده می‌شوند. همچنین به عنوان پارچه نبافته الیاف کربن شناخته می‌شود و متعلق به نوعی پارچه بافته شده از الیاف کربن است.کاربردهای اصلی:مواد عایق حرارتی، زیرلایه‌های مواد عایق حرارتی قالب‌گیری شده، لایه‌های محافظ مقاوم در برابر حرارت و زیرلایه‌های لایه مقاوم در برابر خوردگی و غیره

08 کاغذ فیبر کربن

ویژگی‌های محصول:این ماده از الیاف کربن با فرآیند کاغذسازی خشک یا مرطوب تهیه می‌شود.

کاربردهای اصلی:صفحات ضد الکتریسیته ساکن، الکترودها، مخروط‌های بلندگو و صفحات گرمایشی؛ کاربردهای گرم در سال‌های اخیر شامل مواد کاتدی باتری خودروهای انرژی جدید و غیره است.

09 الیاف کربن پیش آغشته

ویژگی‌های محصول:یک ماده میانی نیمه سخت شده ساخته شده از رزین ترموست آغشته به الیاف کربن، که خواص مکانیکی عالی دارد و به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ عرض پیش‌آغشته الیاف کربن به اندازه تجهیزات پردازش بستگی دارد و مشخصات رایج شامل مواد پیش‌آغشته با عرض 300 میلی‌متر، 600 میلی‌متر و 1000 میلی‌متر است.

کاربرد اصلی:تجهیزات هواپیما/هوافضا، کالاهای ورزشی و تجهیزات صنعتی و غیره

مواد کامپوزیت فیبر کربن 010

ویژگی‌های محصول:مواد قالب‌گیری تزریقی ساخته شده از رزین ترموپلاستیک یا ترموست مخلوط با فیبر کربن، مخلوط با افزودنی‌های مختلف و الیاف خرد شده اضافه می‌شود و سپس تحت فرآیند ترکیب قرار می‌گیرد.

کاربرد اصلی:با تکیه بر رسانایی الکتریکی عالی، استحکام بالا و مزایای سبکی این ماده، عمدتاً در پوشش تجهیزات و سایر محصولات استفاده می‌شود.

ما هم تولید می‌کنیمرووینگ مستقیم فایبرگلاس,تشک های فایبرگلاس، توری فایبرگلاس، والیاف شیشه بافته شده.

تماس با ما:
شماره تلفن: +8615823184699
شماره تلفن: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com