Udhëzues për përpunimin e përbërjeve të fibrave të karbonit
Përbërjet e fibrave të karbonit: Udhëzues përpunimi
Përpunimi i përbërjeve të fibrave të karbonit (CF) është një biznes i ndërlikuar, duke marrë parasysh se shumica e inxhinierëve që mendojnë të prodhojnë ose projektojnë vijnë nga një sfond i projektimit të pjesëve metalike.është quajtur alumini i zi, dhe dizajni dhe fabrikimi i tij janë përshkruar si art i zi.Çfarë është ajo, në të vërtetë?
Qëllimi i këtij udhëzuesi të projektimit është të ofrojë informacione të përgjithshme dhe specifikime mbi materialet e përbërë nga fibra karboni dhe disa udhëzime për dizajnimin e produkteve të lehta me performancë të lartë me kompozita me fibër karboni.
Pse fibra karboni
Kompozitat e fibrave të karbonit kanë veti të jashtëzakonshme mekanike në krahasim me metalet dhe plastika homogjene.Materiali është i fortë, i ngurtë dhe i lehtë.Këto përbërje janë materiali i zgjedhur për aplikime ku pesha e lehtë dhe performanca superiore është parësore, siç janë komponentët për anije kozmike, avionë luftarakë dhe makina garash.
Çfarë është Përbërja e Fibrave të Karbonit
Materialet e përbëra bëhen duke kombinuar përforcimin (fibër) me matricën (rrëshirën), dhe ky kombinim i fibrës dhe matricës ofron karakteristika superiore ndaj secilit prej materialeve vetëm.Në një material të përbërë, fibra mbart shumicën e ngarkesës dhe është kontribuesi kryesor në vetitë e materialit.Rrëshira ndihmon në transferimin e ngarkesës ndërmjet fibrave, parandalon përkuljen e fibrave dhe lidh materialet së bashku.
Sa kushton?
Historikisht, përbërjet e fibrave të karbonit kanë qenë shumë të shtrenjta, gjë që e ka kufizuar përdorimin e tyre vetëm në aplikime të veçanta.Megjithatë, gjatë shtatëmbëdhjetë viteve të fundit, ndërsa konsumi është rritur dhe automatizimi në proceset e prodhimit është rritur, çmimi i përbërjeve të fibrave të karbonit ka rënë.Efekti i kombinuar ka ulur koston e përgjithshme të produkteve të aluminit të nivelit të lartë.Sot, kompozitat e fibrave të karbonit janë ekonomikisht të zbatueshme në shumë aplikime, siç janë mallrat sportive, varkat e performancës, automjetet e performancës dhe makineritë industriale me performancë të lartë.
Aplikacionet
Materialet e përbëra janë jashtëzakonisht të gjithanshme.Inxhinieri mund të zgjedhë nga një shumëllojshmëri e gjerë fibrash dhe rrëshirash për të marrë vetitë e dëshiruara të materialit.Gjithashtu, trashësia e materialit dhe orientimet e fibrave mund të optimizohen për çdo aplikim.
Përparësitë e përbërjeve të fibrave të karbonit janë:
1. Ngurtësi e lartë specifike (ngurtësia e ndarë sipas densitetit)
2. Forca e lartë specifike (forca e ndarë sipas densitetit)
3. Koeficienti jashtëzakonisht i ulët i zgjerimit termik (CTE)
4. Transparencë me rreze X (për shkak të peshës së ulët molekulare)
Në çfarë aplikimesh përdoren kompozitat e fibrave të karbonit?
Pozicionimi unik i përbërjeve të fibrave të karbonit me forcë specifike të lartë, ngurtësi dhe CTE të ulët u siguron atyre një vend unik në shumë fusha aplikimi, siç tregohet në tabelën më poshtë:
Aplikime tipike për përbërjet e fibrave të karbonit
Informacioni i Dizajnit
Kompozitat e fibrave të karbonit konsiderohen "material projektuesi" sepse pjesët mund të përshtaten për të pasur forcë dhe ose ngurtësi në drejtimet dhe vendndodhjet që janë të nevojshme.Kjo arrihet duke vendosur materiale në mënyrë strategjike dhe duke orientuar drejtimin e fibrave për t'iu përshtatur më së miri kërkesave.Gjithashtu, fleksibiliteti i projektimit dhe prodhimit që ofrojnë kompozitat e fibrave të karbonit ofron mundësi për të optimizuar dizajnin, si p.sh. konsolidimi dhe përfshirja e shumë veçorive në vend, për të ulur më tej çmimin total të pjesës.
Vegla pune
Format përdoren për të përcaktuar formën e pjesëve të përbëra.Pjesa e përbërë do të marrë të gjitha format dhe tiparet e kallëpeve;prandaj cilësia e pjesës ndikohet shumë nga cilësia e mykut.Format mund të jenë mashkull ose femër.Format femërore janë më të zakonshmet dhe ato do të prodhojnë një pjesë me një sipërfaqe të jashtme të lëmuar ndërsa një myk mashkullor do të prodhojë një sipërfaqe të brendshme të lëmuar.Kërkohet një kallëp i përshtatshëm (mashkull dhe femër) nëse pjesa konsolidohet duke përdorur një shtypës.
Vegla me dy pjesë, e quajtur zakonisht "gocë e moluskut"
Format mund të bëhen me materiale të përbëra, epoksi të mbushura me metal ose të përpunuara nga alumini ose çeliku.Lloji i kallëpit dhe materialeve të përdorura varet nga lloji i pjesës dhe sasia e prodhimit.
Procesi i prodhimit
Prodhimi i avancuar i fibrave të karbonit zakonisht kryhet duke përdorur fibër karboni të para-ngopur me rrëshira termoset.Dy metodat kryesore të përdorura janë:
1. Shtrirja e dorës
Shtrirja me dorë e materialeve të endura të ngopura paraprakisht është ende një pjesë e madhe e industrisë së prodhimit të kompozitit, duke kërkuar aftësitë dhe përvojën e një fuqie punëtore njerëzore për të formuar shtresa të sheshta në forma komplekse.Ai është i aftë të prodhojë pjesë me performancë të lartë dhe komplekse, por mund të jetë një proces i shtrenjtë dhe shumë i ndryshueshëm.
2. Vendosja e automatizuar e fibrave (AFP)
Gjërat kryesore që duhen marrë parasysh janë gjerësia e fibrës që po përdorni dhe rrezja e rrotullës së ngjeshjes.
