Sut mae gwahanol raddau o ffibr carbon yn effeithio ar berfformiad a chymwysiadau? Sut mae gwahanol raddau o ffibr carbon yn effeithio ar berfformiad a chymwysiadau?

Ym myd deunyddiau datblygedig, mae ffibr carbon yn sefyll allan am ei gryfder eithriadol - i gymhareb pwysau -, stiffrwydd, a gallu i addasu. Mae wedi trawsnewid diwydiannau o Chwaraeon Modur Cyflymder uchel - i Beirianneg Awyrofod Modern. Fodd bynnag, nid yw pob math o ffibr carbon yn cael ei greu yn gyfartal. Mae'r term "ffibr carbon" yn cyfeirio at ystod eang o ddeunyddiau, pob un wedi'i ddylunio ag eiddo penodol ar gyfer cais penodol. Mae deall y gwahanol raddau o ffibr carbon yn hanfodol i beirianwyr, dylunwyr ac arloeswyr ecsbloetio eu galluoedd yn llawn. Mae'r graddau hyn yn cael eu pennu i raddau helaeth gan eu priodweddau mecanyddol, yn enwedig modwlws tynnol a chryfder tynnol, sy'n effeithio'n uniongyrchol ar eu perfformiad a'u haddasrwydd ar gyfer gwahanol gymwysiadau.

Beth sy'n pennu gradd y ffibr carbon?

Mae graddau ffibr carbon yn cael eu dosbarthu'n bennaf yn seiliedig ar eu modwlws tynnol, sy'n adlewyrchu stiffrwydd ac ymwrthedd i ymestyn neu blygu. Ffactor pwysig arall yw cryfder tynnol, y llwyth uchaf y gall ffibr ei wrthsefyll cyn torri. A siarad yn gyffredinol, mae ffibrau â modwlws tynnol uwch yn tueddu i fod â chryfder tynnol is, gan eu gwneud yn fwy brau. Mae'r fasnach hon - i ffwrdd yn ystyriaeth bwysig wrth ddewis deunydd. Mae dulliau gweithgynhyrchu, yn enwedig y tymheredd triniaeth wres terfynol, yn chwarae rhan hanfodol wrth lunio'r eiddo hyn.

Mae'r dewis o ddeunydd rhagflaenol a ddefnyddir wrth gynhyrchu yn cael effaith sylweddol ar briodweddau a gradd ffibr carbon.

Padell - ffibrau carbon wedi'u seilio

Gwneir y ffibrau hyn o polyacrylonitrile (PAN) ac maent yn cyfrif am dros 90% o gynhyrchu ffibr carbon byd -eang. Maent yn adnabyddus am eu cryfder tynnol rhagorol ac mae ganddynt ystod modwlws eang. Mae eu proses gynhyrchu yn cynnwys nyddu padell yn ffibrau, sydd wedyn yn cael eu sefydlogi, eu carboneiddio, ac, mewn rhai achosion, yn destun prosesu ychwanegol i wella eu heiddo ymhellach.

Traw - ffibrau carbon wedi'u seilio

Mae'r ffibrau hyn yn deillio o betroliwm neu draw tar glo a gallant gyflawni gwerthoedd modwlws uchel iawn, yn aml yn uwch na rhai ffibrau padell -. Mae eu proses weithgynhyrchu yn dibynnu ar wahanol dechnolegau sy'n benodol i'r rhagflaenydd traw, ac oherwydd eu stiffrwydd uchel - a dargludedd thermol rhagorol, mae'r ffibrau hyn fel arfer yn cael eu cadw ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am stiffrwydd eithriadol ac ymwrthedd gwres.

Deall lefelau "k"

Yn aml fe welwch ffibr carbon yn cael ei ddisgrifio gyda rhif "K", fel 3K neu 12K. Mae'r "K" yn cyfeirio at y miloedd o ffilamentau ffibr carbon unigol wedi'u bwndelu gyda'i gilydd mewn un llinyn, neu "tynnu." Er enghraifft, mae tynnu 3K yn cynnwys 3,000 o ffilamentau. Camsyniad cyffredin yw bod y gwerth "K" yn adlewyrchu ansawdd neu radd y ffibr carbon. Mewn gwirionedd, mae'n syml yn nodi maint y tynnu. Er bod y gwehyddu 3K yn adnabyddus am ei ymddangosiad ffibr carbon traddodiadol, mae tynnu mwy fel 12K yn caniatáu ar gyfer cynhyrchu laminiadau mwy trwchus yn fwy effeithlon. Yn y pen draw, mae'r dewis o faint tynnu yn dibynnu ar ofynion gweithgynhyrchu a gorffeniad gweledol a ddymunir y cynnyrch terfynol.

Ystod gradd ffibr carbon

Mae graddau ffibr carbon (o fodwlws safonol i ultra - modwlws uchel) yn cael eu dosbarthu'n nodweddiadol gan eu modwlws tynnol, a fynegir mewn modfeddi megasquare (MSI) neu kilopascals (GPA).

Ffibr Carbon Modwlws Safonol (SM)

Dyma'r radd effeithiol - o ffibr carbon -. Mae'n cynnig cydbwysedd rhagorol rhwng cryfder a stiffrwydd, gan ei wneud yn addas ar gyfer ystod eang o gymwysiadau. Yn nodweddiadol mae gan ffibr carbon modwlws safonol fodwlws tynnol o oddeutu 33 msi (227 GPa), sy'n cynrychioli mantais perfformiad sylweddol dros ddeunyddiau traddodiadol fel dur ac alwminiwm.

Cymhwyso ffibr carbon modwlws safonol

Fframiau beic, racedi tenis, ffyn hoci ac offer chwaraeon eraill

Rhannau auto, gan gynnwys paneli corff a trim mewnol

Defnydd diwydiannol cyffredinol electroneg defnyddwyr

Ffibr carbon modwlws canolradd (IM)

Fel y mae'r enw'n awgrymu, mae ffibrau carbon modwlws canolradd yn cynnig mwy o stiffrwydd na graddau safonol. Mae ffibrau IM yn taro cydbwysedd rhwng stiffrwydd uchel a chryfder tynnol cryf. Gyda modwlws tynnol o oddeutu 42 MSI (289 GPa), fe'u dewisir yn aml ar gyfer cymwysiadau sydd angen perfformiad uwch wrth osgoi'r gost fwy sy'n gysylltiedig â ffibrau modwlws uchel.

Cymhwyso Ffibr Carbon Modwlws Canolradd

Strwythurau awyrofod

High - Perfformiad rhannau modurol

Top - Offer Chwaraeon Diwedd

Robotiaid diwydiannol

Ffibr carbon modwlws uchel (hm)

Mae gan ffibrau carbon modwlws uchel - stiffrwydd eithriadol, a gyflawnir trwy brosesu tymheredd - ychwanegol sy'n creu strwythur crisialog mwy manwl. Mae hyn yn arwain at fodwlws tynnol o 55 MSI (393 GPa) neu'n uwch. Fodd bynnag, mae'r cynnydd hwn mewn stiffrwydd yn aml yn dod â masnach - i ffwrdd: llai o gryfder tynnol a mwy o ddisgleirdeb. Oherwydd y broses weithgynhyrchu ddwys fwy cymhleth ac egni -, mae ffibrau carbon modwlws uchel - hefyd yn dod am bris sylweddol uwch.

Cymhwyso ffibr carbon modwlws uchel

Cydrannau awyrofod a lloeren lle mae stiffrwydd eithafol yn hollbwysig

Fformiwla 1 a chwaraeon modur elitaidd eraill

Peiriannau diwydiannol diwedd - diwedd

Ultra - modwlws uchel (uhm) ffibr carbon

Ar ben uchel technoleg ffibr carbon mae ultra - ffibrau carbon modwlws uchel (UHM). Mae'r ffibrau hyn, a gynhyrchir yn nodweddiadol o ragflaenwyr traw -, yn arddangos y stiffrwydd mwyaf, gyda modwli tynnol yn fwy na 110 msi (758 GPa). Oherwydd eu cost uchel, dim ond yn y cymwysiadau mwyaf heriol y defnyddir ffibrau UHM, lle mae’r stiffrwydd uchaf a’r gwyriad lleiaf posibl o dan lwyth yn hanfodol.

Cymhwyso Ultra - Ffibr Carbon Modwlws Uchel

Strwythurau llongau gofod a lloeren

Ceisiadau Milwrol Uwch

Offerynnau gwyddonol arbenigol

Sut mae'r patrwm gwehyddu yn effeithio ar berfformiad ffibr carbon?

Yn ychwanegol at briodweddau cynhenid ​​y ffilamentau ffibr carbon, mae'r ffordd y maent wedi'u plethu i'r ffabrig hefyd yn effeithio ar briodweddau'r cyfansawdd gorffenedig. Er bod llawer o batrymau gwehyddu yn bodoli, y rhai a ddefnyddir amlaf yw gwehyddu plaen, twill, a satin.

Gwehydd

Dyma'r gwehyddu symlaf a mwyaf cyffredin, gydag edrychiad bwrdd gwirio clasurol. Mae'n cynnig sefydlogrwydd da ac mae'n hawdd gweithio gyda hi.

Gwehyddu twill

Mewn gwehyddu twill, mae'r TOWS yn pasio dros ddau neu fwy o dynnu ac yna o dan un neu fwy o dynnu, gan greu patrwm croeslin. Mae hyn yn gwneud y ffabrig yn fwy hyblyg ac yn fwy addas ar gyfer cydymffurfio â siapiau cymhleth.

Gwehyddu satin

Mae gan wehyddu satin lai o groesi rhwng llinynnau, gan arwain at arwyneb llyfn, gwastad. Mae'r gwehyddu hwn yn drapey iawn ac yn dda - sy'n addas ar gyfer rhannau â chyfuchliniau cymhleth.

Un -gyfeiriadol

Yn y ffurf hon, mae'r holl ffibrau wedi'u halinio i un cyfeiriad. [15] Mae hyn yn darparu'r cryfder a'r stiffrwydd mwyaf i'r cyfeiriad hwnnw, ond mae'n wannach i gyfeiriadau eraill. Mae rhannau cyfansawdd yn aml yn cael eu hadeiladu o haenau lluosog o ffibrau carbon un cyfeiriadol wedi'u gogwyddo i gyfeiriadau gwahanol i gyflawni proffil cryfder cytbwys.

Mae'r tabl canlynol yn crynhoi nodweddion patrymau gwehyddu ffibr carbon cyffredin

Sut mae gwahanol raddau o ffibr carbon yn effeithio ar gost?

Cost ffactor allweddol sy'n dylanwadu ar gymhwyso gwahanol raddau ffibr carbon. Mae gan bris ffibr carbon gysylltiad agos â chymhlethdod a defnydd ynni'r broses weithgynhyrchu. Ffibr carbon modwlws safonol yw'r opsiwn mwyaf economaidd, fel arfer wedi'i brisio rhwng $ 10 a $ 20 y bunt. Fodd bynnag, wrth i'r gofynion perfformiad gynyddu, felly hefyd y pris. Mae cynhyrchu ffibrau modwlws - uchel ac ultra - uchel - ffibrau modwlws yn cynnwys triniaeth wres dwysach ac, mewn rhai achosion, mae angen deunyddiau rhagflaenol arbenigol arnynt. Gall hyn yrru costau i dros $ 150 y bunt. Mae'r dewis o ragflaenydd hefyd yn dylanwadu ar brisio. Tra bod ffibrau wedi'u seilio ar badell - yn cael eu defnyddio'n helaeth, mae eu proses weithgynhyrchu yn fwy cymhleth na rhywfaint o ddewisiadau pitch -, gan arwain at gostau uwch. Felly, mae dewis y radd ffibr carbon cywir yn aml yn gofyn am gydbwyso gofynion perfformiad â chyfyngiadau cyllidebol.

Nghasgliad

Nid yw ffibr carbon yn ddeunydd homogenaidd sengl, ond yn hytrach ystod o raddau, pob un wedi'i ddiffinio gan ei gydbwysedd ei hun o stiffrwydd, cryfder a chost. Mae'r amrywiaeth hon yn galluogi peirianwyr a dylunwyr i ddewis yr ateb cywir ar gyfer cais penodol. Defnyddir ffibrau modwlws safonol yn helaeth mewn nwyddau chwaraeon bob dydd oherwydd eu priodweddau cynhwysfawr, tra bod graddau modwlws Ultra - uchel yn cael eu cadw ar gyfer gofynion perfformiad eithafol awyrofod. Mae'r gallu i gyd -fynd â'r radd gywir â'r cymhwysiad cywir yn hanfodol i yrru arloesedd. Wrth i dechnoleg gweithgynhyrchu barhau i symud ymlaen a chostau yn gostwng, dim ond ymhellach y bydd yr ystod o ddiwydiannau sy'n mabwysiadu ffibr carbon yn ehangu, gan gadarnhau ei safle fel conglfaen peirianneg fodern.

Cysylltwch â ni

Am ddysgu mwy am ffibr carbon? Cysylltwch â Dongguan Juli Composite Materials Technology Co, Ltd. gyda 25 mlynedd o brofiad diwydiant. I ddysgu mwy am ein cynhyrchion ffibr carbon, e -bostiwch sales18@julitech.cn neu cysylltwch â ni trwy WhatsApp yn +86 18822947075.