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Kohlefaser ist ein Fasermaterial mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 95 %. Es verfügt über hervorragende mechanische, chemische, elektrische und andere hervorragende Eigenschaften. Es ist der „König der neuen Materialien“ und ein strategisches Material, das in der militärischen und zivilen Entwicklung fehlt. Bekannt als „Schwarzes Gold“.

Die Produktionslinie für Kohlefaser ist wie folgt:

Wie wird die schlanke Kohlefaser hergestellt?

Die Prozesstechnologie zur Herstellung von Kohlefasern hat sich bisher weiterentwickelt und ist ausgereift. Mit der kontinuierlichen Entwicklung von Kohlefaser-Verbundwerkstoffen wird es in allen Lebensbereichen immer beliebter, insbesondere aufgrund des starken Wachstums von Luftfahrt, Automobil, Schiene, Windkraftblättern usw. und seiner treibenden Wirkung, der Entwicklung der Kohlefaserindustrie . Die Aussichten sind sogar noch umfassender.

Die Kette der Kohlefaserindustrie kann in Upstream- und Downstream-Ketten unterteilt werden. Unter Upstream versteht man in der Regel die Produktion kohlenstofffaserspezifischer Materialien; Unter „Downstream“ versteht man in der Regel die Produktion von Carbonfaser-Anwendungskomponenten. Unternehmen zwischen Upstream und Downstream können sie als Ausrüstungslieferanten im Carbonfaser-Produktionsprozess betrachten. Wie in der Abbildung gezeigt:

Der gesamte Prozess von der Rohseide bis zur Kohlenstofffaser vor der Kohlenstofffaser-Industriekette muss Prozesse wie Oxidationsöfen, Karbonisierungsöfen, Graphitisierungsöfen, Oberflächenbehandlung und Größenbestimmung durchlaufen. Die Faserstruktur wird von Kohlenstofffasern dominiert.

Die vorgelagerte Kette der Kohlefaserindustrie gehört zur petrochemischen Industrie, und Acrylnitril wird hauptsächlich durch Rohölraffinierung, Cracken, Ammoniakoxidation usw. gewonnen; Polyacrylnitril-Vorläuferfasern, Kohlenstofffasern werden durch Voroxidieren und Karbonisieren der Vorläuferfasern erhalten, und Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe werden durch die Verarbeitung von Kohlenstofffasern und hochwertigem Harz zur Erfüllung der Anwendungsanforderungen erhalten.

Der Herstellungsprozess von Kohlenstofffasern umfasst hauptsächlich Ziehen, Ziehen, Stabilisieren, Karbonisieren und Graphitieren. Wie in der Abbildung gezeigt:

Zeichnung:Dies ist der erste Schritt im Produktionsprozess von Carbonfasern. Dabei werden die Rohstoffe hauptsächlich in Fasern zerlegt, was eine physikalische Veränderung darstellt. Bei diesem Prozess kommt es zum Stoff- und Wärmeübergang zwischen der Spinnflüssigkeit und der Koagulationsflüssigkeit und schließlich zur PAN-Ausfällung. Filamente bilden eine Gelstruktur.

Abfassung:erfordert eine Temperatur von 100 bis 300 Grad, um in Verbindung mit der Streckwirkung orientierter Fasern zu funktionieren. Es ist auch ein wichtiger Schritt bei der Herstellung hoher Module, hoher Verstärkung, Verdichtung und Verfeinerung von PAN-Fasern.

Stabilität:Die thermoplastische lineare makromolekulare PAN-Kette wird durch Erhitzen und Oxidation bei 400 Grad in eine nichtplastische, hitzebeständige Trapezstruktur umgewandelt, so dass sie bei hohen Temperaturen nicht schmilzt und nicht brennbar ist und die Faserform beibehält Die Thermodynamik befindet sich in einem stabilen Zustand.

Verkohlung:Es ist notwendig, bei einer Temperatur von 1.000 bis 2.000 Grad Nicht-Kohlenstoff-Elemente in PAN auszutreiben und schließlich Kohlenstofffasern mit turbostratischer Graphitstruktur mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 90 % zu erzeugen.

Kohlefasergewebe

Graphitisierung: Um amorphe und turbostratisch karbonisierte Materialien in dreidimensionale Graphitstrukturen umzuwandeln, ist eine Temperatur von 2.000 bis 3.000 Grad erforderlich. Dies ist die wichtigste technische Maßnahme zur Verbesserung des Moduls von Kohlenstofffasern.

Der detaillierte Prozess der Kohlenstofffaser vom Rohseide-Produktionsprozess bis zum fertigen Produkt besteht darin, dass die PAN-Rohseide nach dem vorherigen Rohseide-Produktionsprozess hergestellt wird. Nach dem Vorziehen durch die feuchte Hitze des Drahtvorschubgeräts wird es nacheinander von der Ziehmaschine in den Voroxidationsofen überführt. Nach dem Backen bei unterschiedlichen Gradiententemperaturen in der Voroxidationsofengruppe entstehen oxidierte Fasern, d. h. voroxidierte Fasern; die voroxidierten Fasern werden nach dem Durchlaufen von Karbonisierungsöfen mit mittlerer und hoher Temperatur zu Kohlenstofffasern geformt; Anschließend werden die Kohlenstofffasern einer abschließenden Oberflächenbehandlung, Leimung, Trocknung und anderen Prozessen unterzogen, um Kohlenstofffaserprodukte zu erhalten. . Der gesamte Prozess der kontinuierlichen Drahtzuführung und präzisen Steuerung, ein kleines Problem in jedem Prozess, beeinträchtigt die stabile Produktion und die Qualität des endgültigen Kohlefaserprodukts. Die Kohlenstofffaserproduktion weist einen langen Prozessablauf, viele technische Schlüsselpunkte und hohe Produktionsbarrieren auf. Es handelt sich um eine Integration mehrerer Disziplinen und Technologien.

Das Obige ist die Herstellung von Kohlefaser. Schauen wir uns an, wie Kohlefasergewebe verwendet wird!

Verarbeitung von Carbonfaser-Gewebeprodukten

1. Schneiden

Bei minus 18 Grad wird das Prepreg aus dem Kühllager geholt. Nach dem Aufwachen besteht der erste Schritt darin, das Material gemäß dem Materialdiagramm auf der automatischen Schneidemaschine präzise zu schneiden.

2. Pflasterung

Der zweite Schritt besteht darin, Prepreg auf das Verlegewerkzeug zu legen und entsprechend den Designanforderungen verschiedene Schichten zu verlegen. Alle Prozesse werden unter Laserpositionierung durchgeführt.

3. Formen

Über einen automatisierten Handhabungsroboter wird der Vorformling zum Formpressen an die Formmaschine geschickt.

4. Schneiden

Nach dem Formen wird das Werkstück zum vierten Schritt des Schneidens und Entgratens an die Arbeitsstation des Schneidroboters geschickt, um die Maßhaltigkeit des Werkstücks sicherzustellen. Dieser Prozess kann auch auf CNC durchgeführt werden.

5. Reinigung

Der fünfte Schritt besteht darin, an der Reinigungsstation eine Trockeneisreinigung durchzuführen, um das Trennmittel zu entfernen, was für den anschließenden Leimbeschichtungsprozess praktisch ist.

6. Kleber

Der sechste Schritt besteht darin, Strukturkleber an der Kleberoboterstation aufzutragen. Klebeposition, Leimgeschwindigkeit und Leimausstoß werden exakt eingestellt. Ein Teil der Verbindung mit den Metallteilen erfolgt durch Nieten, was an der Nietstation durchgeführt wird.

7. Montagekontrolle

Nach dem Auftragen des Leims werden die Innen- und Außenplatten zusammengebaut. Nachdem der Kleber ausgehärtet ist, wird eine Blaulichterkennung durchgeführt, um die Maßhaltigkeit von Schlüssellöchern, Punkten, Linien und Flächen sicherzustellen.

Kohlefaser ist schwieriger zu verarbeiten

Kohlenstofffasern verfügen sowohl über die hohe Zugfestigkeit von Kohlenstoffmaterialien als auch über die weiche Verarbeitbarkeit von Fasern. Kohlefaser ist ein neues Material mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Nehmen wir als Beispiel Kohlenstofffasern und unseren gewöhnlichen Stahl. Die Festigkeit von Kohlenstofffasern liegt bei etwa 400 bis 800 MPa, während die Festigkeit von gewöhnlichem Stahl bei 200 bis 500 MPa liegt. Hinsichtlich der Zähigkeit sind Kohlefaser und Stahl grundsätzlich ähnlich und es gibt keinen offensichtlichen Unterschied.

Kohlefaser hat eine höhere Festigkeit und ein geringeres Gewicht, weshalb Kohlefaser als König der neuen Materialien bezeichnet werden kann. Aufgrund dieses Vorteils kommt es bei der Verarbeitung von kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoffen (CFK) zu komplexen inneren Wechselwirkungen zwischen Matrix und Fasern, wodurch sich deren physikalische Eigenschaften von denen von Metallen unterscheiden. Die Dichte von CFK ist viel geringer als die von Metallen, während die Festigkeit höher ist als die der meisten Metalle. Aufgrund der Inhomogenität von CFK kommt es während der Verarbeitung häufig zu einem Faserauszug oder einer Matrixfaserablösung; CFK weist eine hohe Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit auf, wodurch die Anforderungen an die Ausrüstung während der Verarbeitung höher sind. Daher entsteht im Produktionsprozess eine große Menge an Schneidwärme, was sich schwerwiegender auf den Verschleiß der Ausrüstung auswirkt.

Gleichzeitig werden mit der kontinuierlichen Erweiterung seiner Anwendungsbereiche die Anforderungen immer anspruchsvoller und die Anforderungen an die Anwendbarkeit von Materialien und die Qualitätsanforderungen für CFK werden immer strenger, was auch die Verarbeitungskosten verursacht steigen.

Verarbeitung von Carbonfaserplatten

Nachdem die Kohlefaserplatte ausgehärtet und geformt ist, ist für Präzisionsanforderungen oder Montageanforderungen eine Nachbearbeitung wie Schneiden und Bohren erforderlich. Unter den gleichen Bedingungen wie Schneidprozessparametern und Schnitttiefe hat die Auswahl von Werkzeugen und Bohrern aus unterschiedlichen Materialien, Größen und Formen sehr unterschiedliche Auswirkungen. Gleichzeitig beeinflussen Faktoren wie Stärke, Richtung, Zeit und Temperatur der Werkzeuge und Bohrer auch das Bearbeitungsergebnis.

Versuchen Sie bei der Nachbearbeitung, ein scharfes Werkzeug mit Diamantbeschichtung und einen Vollhartmetallbohrer zu wählen. Die Verschleißfestigkeit des Werkzeugs und des Bohrers selbst bestimmt die Qualität der Bearbeitung und die Lebensdauer des Werkzeugs. Wenn das Werkzeug und der Bohrer nicht scharf genug sind oder unsachgemäß verwendet werden, beschleunigt dies nicht nur den Verschleiß und erhöht die Verarbeitungskosten des Produkts, sondern führt auch zu Schäden an der Platte, die sich auf Form und Größe der Platte auswirken Stabilität der Abmessungen der Löcher und Nuten auf der Platte. Führt zum schichtweisen Abreißen des Materials oder sogar zum Einsturz des Blocks, was zur Verschrottung der gesamten Platte führt.

Beim BohrenKohlefaserplattenJe schneller die Geschwindigkeit, desto besser ist der Effekt. Bei der Auswahl der Bohrer eignet sich das einzigartige Bohrspitzendesign des PCD8-Stirnkantenbohrers besser für Kohlefaserplatten, da diese Kohlefaserplatten besser durchdringen und das Risiko einer Delaminierung verringern können.

Beim Schneiden dicker Kohlefaserplatten empfiehlt sich die Verwendung eines zweischneidigen Kompressionsfräsers mit links- und rechtswendelförmigem Schneidendesign. Diese scharfe Schneidkante hat sowohl obere als auch untere spiralförmige Spitzen, um die axiale Kraft des Werkzeugs beim Schneiden nach oben und unten auszugleichen. , um sicherzustellen, dass die resultierende Schnittkraft auf die Innenseite des Materials gerichtet ist, um stabile Schnittbedingungen zu erreichen und das Auftreten von Materialablösungen zu unterdrücken. Das Design der oberen und unteren rautenförmigen Kanten des „Pineapple Edge“-Fräsers kann auch Kohlefaserplatten effektiv schneiden. Seine tiefe Spannut kann durch den Späneaustritt während des Schneidvorgangs viel Schneidwärme abführen, um so eine Beschädigung der Kohlefaser zu vermeiden. Blatteigenschaften.

01 Durchgehende lange Faser

Produktmerkmale:Das Bündel ist die häufigste Produktform der Carbonfaserhersteller und besteht aus Tausenden von Monofilamenten, die je nach Zwirnmethode in drei Typen unterteilt werden: NT (Never Twisted, ungedreht), UT (Ungedreht, ungedreht), TT oder ST ( Verdreht, verdreht), wobei NT die am häufigsten verwendete Kohlenstofffaser ist.

Hauptanwendung:Wird hauptsächlich für Verbundwerkstoffe wie CFRP, CFRTP oder C/C-Verbundwerkstoffe verwendet. Zu den Anwendungsgebieten gehören Luft- und Raumfahrtausrüstung, Sportartikel und Industrieausrüstungsteile.

02 Stapelfasergarn

Produktmerkmale:Kurzfasergarn, kurz: Garne, die aus kurzen Kohlenstofffasern gesponnen werden, wie z. B. Allzweck-Kohlenstofffasern auf Pechbasis, sind in der Regel Produkte in Form von Kurzfasern.

Hauptanwendungen:Wärmedämmstoffe, Gleitmaterialien, C/C-Verbundteile usw.

03 Kohlefasergewebe

Produktmerkmale:Es besteht aus Endlos-Carbonfasern oder Carbonfaser-Spinngarn. Je nach Webmethode können Kohlefaserstoffe in Gewebe, Gewirke und Vliesstoffe unterteilt werden. Derzeit handelt es sich bei Kohlefasergeweben meist um gewebte Stoffe.

Hauptanwendung:Das Gleiche gilt für Endloskohlenstofffasern, die hauptsächlich in Verbundwerkstoffen wie CFRP, CFRTP oder C/C-Verbundwerkstoffen verwendet werden. Zu den Anwendungsgebieten gehören Luft- und Raumfahrtausrüstung, Sportartikel und Industrieausrüstungsteile.

04 Geflochtener Gürtel aus Kohlefaser

Produktmerkmale:Es gehört zu einer Art Kohlefasergewebe, das ebenfalls aus Endloskohlefaser oder Kohlefaser-Spinngarn gewebt wird.

Hauptverwendung:Wird hauptsächlich für Verstärkungsmaterialien auf Harzbasis verwendet, insbesondere für die Herstellung und Verarbeitung von Rohrprodukten.

05 Gehackte Kohlefaser

Produktmerkmale:Anders als beim Konzept des Kohlenstofffaser-Spinngarns wird es normalerweise durch Schnittverarbeitung aus Endloskohlenstofffasern hergestellt, und die Schnittlänge der Fasern kann je nach Kundenwunsch zugeschnitten werden.

Hauptanwendungen:Wird normalerweise als Mischung aus Kunststoffen, Harzen, Zement usw. verwendet. Durch Einmischen in die Matrix können die mechanischen Eigenschaften, die Verschleißfestigkeit, die elektrische Leitfähigkeit und die Wärmebeständigkeit verbessert werden. In den letzten Jahren handelt es sich bei den Verstärkungsfasern in 3D-Druck-Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen hauptsächlich um gehackte Kohlenstofffasern. hauptsächlich.

06 Schleifen von Kohlefaser

Produktmerkmale:Da Kohlefaser ein sprödes Material ist, kann sie nach dem Mahlen, also dem Mahlen von Kohlefaser, zu pulverförmigem Kohlefasermaterial verarbeitet werden.

Hauptanwendung:ähnlich wie gehackte Kohlefasern, wird jedoch selten zur Zementverstärkung verwendet; Wird normalerweise als Verbindung aus Kunststoff, Harz, Gummi usw. verwendet, um die mechanischen Eigenschaften, die Verschleißfestigkeit, die elektrische Leitfähigkeit und die Hitzebeständigkeit der Matrix zu verbessern.

07 Kohlefasermatte

Produktmerkmale:Die Hauptform ist Filz oder Matte. Zunächst werden die Kurzfasern durch mechanisches Kardieren und andere Verfahren geschichtet und dann durch Nadelstanzen vorbereitet; Es ist auch als Kohlefaser-Vliesstoff bekannt und gehört zu einer Art Kohlefaser-Gewebe.Hauptanwendungen:Wärmedämmstoffe, geformte Wärmedämmstoffsubstrate, hitzebeständige Schutzschichten und korrosionsbeständige Schichtsubstrate usw.

08 Kohlefaserpapier

Produktmerkmale:Es wird aus Kohlenstofffasern im Trocken- oder Nasspapierherstellungsverfahren hergestellt.

Hauptanwendungen:Antistatische Platten, Elektroden, Lautsprecherkegel und Heizplatten; Heiße Anwendungen in den letzten Jahren sind Kathodenmaterialien für neue Energiefahrzeugbatterien usw.

09 Carbonfaser-Prepreg

Produktmerkmale:ein halbgehärtetes Zwischenmaterial aus mit Kohlefasern imprägniertem duroplastischem Harz, das hervorragende mechanische Eigenschaften aufweist und weit verbreitet ist; Die Breite des Kohlefaser-Prepregs hängt von der Größe der Verarbeitungsausrüstung ab. Zu den üblichen Spezifikationen gehören Prepreg-Materialbreiten von 300 mm, 600 mm und 1000 mm.

Hauptanwendung:Luft-/Raumfahrtausrüstung, Sportartikel und Industrieausrüstung usw.

010 Kohlefaser-Verbundwerkstoff

Produktmerkmale:Spritzgussmaterial aus thermoplastischem oder duroplastischem Harz, gemischt mit Kohlenstofffasern, der Mischung werden verschiedene Additive und geschnittene Fasern hinzugefügt und anschließend ein Compoundierungsprozess durchlaufen.

Hauptanwendung:Aufgrund der hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit, der hohen Steifigkeit und des geringen Gewichts des Materials wird es hauptsächlich in Gerätegehäusen und anderen Produkten verwendet.

Wir produzieren auchGlasfaser-Direktroving,Glasfasermatten, Glasfasermasche, UndGlasfasergewebe.

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