Carbon Fiber vefnaður er nauðsynlegur í samsettri framleiðslu. Þau eru mynduð með því að flétta kolefnisþráðum í ákveðin mynstur. Hvert trefjabúnt, kallað tog, inniheldur þúsundir þráða. Algengar togstærðir eru 3.000 pund, 6.000 pund, 12.000 pund og 24.000 pund. Vefmynstrið stjórnar því hvernig þessir togar krossast. Þetta hefur bein áhrif á styrkleika, drape og yfirborðsáferð efnisins.
Við framleiðslu verður vefnaðurinn að passa við rúmfræði hlutans og ferli. Venjulegur vefnaður er þéttur og stöðugur en erfiðara er að mynda þá. Twill og satín vefnaður er sveigjanlegri og vefjast auðveldara um bugða. Við uppsetningu hefur vefnaðurinn áhrif á plastefnisflæði og þjöppun. Prepreg efni eru oft notuð til að ná nákvæmni í trefjainnihaldi. Þessi efni standa sig vel í autoclave eða tómarúmmótunaruppsetningum.
Verkfræðingar velja vefnað út frá virkni hluta og álagsleiðum. Í geimferðum höndla ofið lagskipt mikið álag í margar áttir. Í bílum er áhersla lögð á styrk og lága þyngd við högg. Hermt er eftir vefnaðarstefnu og lagastöflun fyrir framleiðslu.
Hvað eru koltrefjavefur?
Koltrefjavefnaður er-afkastamikil styrking í samsetningarhlutum. Þau eru framleidd með því að vefja kolefnistoga til að búa til skipulögð form af textíl. Þúsundir samfelldra þráða í hverjum tog eru venjulega sjö míkron þykk. Vefnaðurinn festir þessar togar á stífar leiðir, sem skapar fyrirsjáanlega og endurtekna trefjabyggingu.
Pólýakrýlonítríl er algengur upphafsforveri trefja. Þetta er stöðugt, oxað og kolsýrt yfir 1200 gráður á Celsíus. Þeir sem ekki eru -kolefnisþættir tapast við kolsýringu í hrein kolefnisatóm sem eru sett í kristallög. Þetta er síðan yfirborðs-meðhöndlað og húðað með stærð. Stærð eykur meðhöndlun og er móttækilegri fyrir plastefni.
Þræðir eftir meðhöndlun eru gerðir í knippi sem kallast togar og settir á vefstóla. Háþróaðir vefstólar halda trefjum í röð, stöðugri spennu og bili á toginu. Útbreiddasta hönnunin er látlaus, twill og satín með mismunandi kröppum og draperum. Spennunni er stjórnað sjálfkrafa til að tryggja beinan trefjar og takmarkanir á örgöllum-. Það er á þessu stigi sem vélrænni árangur lokahlutans er stilltur.
Ofinn dúkur sem fylgir má afhenda þurr eða sem prepregs. Þurrt efni er notað í framleiðsluferli eins og innrennsli plastefnis eða þjöppunarmótun. Prepregs eru þau kvoða sem gefið er á milli trefja við stýrðar aðstæður. Þetta tryggir nákvæmt hlutfall trefja og plastefnis og bætir yfirborðsáferð. Vefnaðurinn hefur áhrif á flæðisleiðir, þéttingarþrýsting og þjöppun laga meðan á herðingu stendur.
Cobon Fiber Weave Mynstur
Carbon Fiber vefnaðurinn er í mynstrum. Þessi mynstur stjórna yfirferð trefjatoga. Öll hafa þau áhrif á hvernig hluti virkar og er framleiddur. Vefnaður er valinn af verkfræðingum í samræmi við styrk og lögun og vinnslukröfur.
Þétt vefnaður er betra að halda formi sínu meðan á uppsetningu stendur. Lauslega ofið efni falla í mót. Þróunin hefur einnig áhrif á flæði plastefnis, stefnu trefja og stífleika. Rétt val er mikilvægt fyrir stöðugleika í ferli og frammistöðu.
Algengustu tegundir vefnaðar sem eru notaðar í-afkastamiklum hlutum eru teknar saman hér að neðan. Þeir hafa allir mismunandi dúk, stöðugleika og styrkleika.
Plain Weave
Slétt vefnaður er grunnmynstrið. Hvert tog fer yfir einn og undir einn. Þetta leiðir til náins, lárétts skipulags. Það er öflugur víxl á milli þeirra tveggja hornrétt.
Krymphornið er stórt. Þetta þýðir að trefjarnar munu beygjast lengra við hverja yfirferð. Þetta skapar stöðugleika á kostnað togstyrks. Það gerir efnið einnig erfiðara að falla á beygjur.
Slétt vefnaður er ónæmur fyrir lögun. Það gerir það hentugt fyrir flata hluta eða grunnmót. Það aðstoðar við flæði plastefnis og stefnu trefjanna. Hins vegar, þegar það er ekki meðhöndlað með varúð, getur það hrukkað á flóknu yfirborði.
Twill Weave
Skámynstur kemur fram þegar twill vefnaður er notaður. Eitt form er 2X2 twill. Hvert tog yfir tvö og undir tveimur. Þetta færir hvern krosspunkt meðfram efninu til.
Twill crimp er lægri en látlaus vefnaður. Trefjarnar beygjast ekki auðveldlega og bera því álagið. Það hangir og passar við flóknari form með minna magni af hrukkum.
Hægt er að nota vefnaðinn með sýnilegum kolefnishlutum. Það hefur slétt og hugsandi yfirborð. Það er notað í reiðhjólagrind, í bílaspjöld og í klæðningar. Twill veitir einnig yfirburða áferð og lögun yfir mótuðu bogadregnum mótum.
Satin vefnaður
Satín vefnaður hefur langar leiðir í flotinu. Í 5-belta satíni fer hver tog yfir 4 og undir 1. Þetta framleiðir slétt efni með mjög litlum krumpum.
Trefjarnar haldast betur stilltar. Það eykur flæði og styrk plastefnis. Satín hangir og klæðist fallega til að búa til auðvelt-mótað, bogið eða djúpt form.
Það er oft notað þar sem útlit og yfirborðsgæði eru mikilvæg. Satín er þó óstöðugra. Við meðhöndlun eru togarnir háðir tilfærslum. Það verður einnig að vera þétt sett upp til að koma í veg fyrir rangfærslu eða bjögun á trefjum.
Sérhæfður vefnaður og blendingsvefur
Aðrir vefir blanda trefjum. Þetta eru blendingur vefnaður, td hægt er að sameina kolefni og aramíð í vefnaði. Það veitir blöndu af stífni og höggdeyfingu.
Ó-stöðluð útlit eru notuð á öðrum efnum. Körfuvefnaður er gerður með þykkum dráttum í ferningastíl. Tvíása dúkur stillir dráttum í tvær efnisáttir. Þríása og fjóröxla dúkur nota þriggja- og fjögurra-hyrnda trefjar.
Þessi mynstur lágmarka fjölda laga og flýta fyrir uppsetningu. Þeir finnast í burðarvirkjum, bátum og vindblöðum. Öll eru þau í takt við álagsleiðir hlutans. Því færri lög sem við höfum, því hraðar er hægt að framleiða vörurnar og því færri villur.
Vefa áhrif á vélrænan árangur
Trefjajöfnun og álagsleiðir
Trefjar eru samræmdar með vefmynstri. Auðvelt er að flytja togálag með beinum trefjum. Viðbótarkrympun veldur beygju á trefjum, sem dregur úr togstyrk. Lítil vefnaður hefur góða trefjabeygju og býður upp á stöðugt efni til að leggja upp. Því lausari sem vefnaðurinn er, því meira er trefjaleiðréttingin og styrkurinn. Þetta jafnvægi ræðst af rúmfræði hlutanna og kröfum.
Stífleiki og styrkur í-plani
Sléttu vefnaðarefnin sýna reglulega-planstífleika. Krossferðir þeirra hver af öðrum eru fjölmargar og valda núningi. Þetta eykur-viðnám flugvélar. Twill- og satínvefnaðurinn lágmarkar trefjakreppu þannig að hægt sé að ná betri togeiginleikum. Þeir eru skilvirkir á stöðum sem hafa bognar eða erfiðar lögun hluta. Vefnaður er valinn af hönnuðum til að henta eiginleikum stífleika og auðveldrar mótunar.
Skúf og delamination Skúfstyrkur
Vefþverunarpunktar hafa áhrif á millilaga skurðstyrk. Flestar víxlar í sléttum vefnaði valda miklum núningi og mótstöðu gegn aflögun. Í satínvefnaði eru færri víxlar, og þeir geta notið góðs af viðbótar plastefnisherðingu. Í fjarveru þess eru satíndúkur hætt við að brotna undir klippingu. Að forðast delamination er háð réttu vali á trjákvoðu og laga stöflun.
Þreytulíf og-þjónustuálag
Þreytaárangur með hringlaga álagi er undir áhrifum af vali á vefnaði. Sprunguvöxtur og bilun vegna vel-jafnaðra trefja er frestað. Fjölása og blendingsvefnaður skipta álagi sem er í fleiri áttir. Þetta lágmarkar þreytuskaða og eykur lífið. Eftirlíkingar hjálpa verkfræðingunum að hanna vefamynstur af væntanlegu kraftmiklu álagi. Þessi hagræðing eykur endingartíma samsetta hlutans.
Tækni til að búa til koltrefjavef
Framleiðsla á koltrefjaklút er vandað, handvirkt verkefni. Það byrjar með hráum koltrefjum og er til sem klút í formi tilbúið til mótunar. Hvert skref ferlisins hefur áhrif á styrkleikann og hvernig efnið stendur sig meðan á framleiðsluferlinu stendur.
Þú ættir að hafa sterka stjórn á trefjaspennu og bili. Vélrænni eiginleikar efnisins mótast af mynstri vefnaðarins. Snjallir rekstraraðilar vinna sérhæfðan vefstól til að tryggja að trefjarnar haldist í náttúrulegu jafnvægi og óskemmdar. Þeim er beitt í krefjandi atvinnugreinum eins og flug- og akstursíþróttum.
Framleiðsla og undirbúningur trefja
Forefni eru fjölliðaþræðir sem koma í formi koltrefja. Þau eru hitað upp smám saman í loftinu og fljótt í ofni án súrefnis. Þetta gerir þá að þunnum, sterkum þráðum úr kolefni. Þetta skref hefur áhrif á gæði stífleika og styrk trefja.
Þegar kolsýrðu trefjarnar eru settar út með þunnri húð. Þetta hylur þær og hjálpar plastefninu að festast síðar. Trefjunum er safnað í þessa hópa eða toga og eru togarnar misþykkar. Stærð togsins breytir þyngd og styrk efnisins.
Weaving ferli og vélar
Búnt er gefið í vefnaðarvélar sem fylgjast vel með spennu. Trefjarnar eru ofnar í form með því að fara yfir- og liggja undir hvor öðrum. Hönnunin er breytileg eftir efnisnotkuninni - sum verða að vera stíf og önnur verða að vera sveigjanleg.
Nútímalegri vefstólar geta notað loftþotur til að knýja búnt og þvinga þá í gegnum vefstólinn mun hraðar. Vélar gera einnig breidd og lengd efnis eins. Þessi nákvæmni styður uppröðun trefjanna, sem er mikilvægt fyrir frammistöðu.
Dúkur frágangur og plastefni umsókn
Ofið efni má selja sem þurrt eða með gegndreypingu sem þegar hefur verið gert með plastefni (prepreg). Þurr textíll krefst þess að plastefni viðbótin sé gerð síðar við mótun. Prepreg efni er efni sem plastefni hefur verið sett á og það hefur verið gert við nákvæmar aðstæður varðandi hitastig.
Prepregs eru klístraðir, þess vegna er stöflun og meðhöndlun auðveld. Þetta hjálpar til við að viðhalda efnislögum og lágmarka porosity á fullunnum hluta. Prepregs veita styrkingarsamsetningar sem eru sterkari og einsleitari.
Eftir-vefnaðarmeðferðir
Efnið getur síðan verið hitameðhöndlað- til að koma efninu á stöðugleika. Þetta mun hætta að dragast saman eða brenglast eftir það. Aðrar tegundir efna eru húðaðar til að koma í veg fyrir skemmdir á trefjum eða auka viðhengi.
Stundum eru dúkur skornar í lögun fyrir hluta. Þetta sparar sóun og gerir framleiðslu hraðari. Þessir frágangsferli gera það að verkum að efnið hegðar sér vel í mótunarferlinu og engir gallar koma fram í lokahlutanum.
Velja koltrefjavef til framleiðslu
Að velja koltrefjavefið er einfaldlega spurning um að samræma hegðun efnisins að lögun og notkun hluta. Þú þráir vefnað sem myndi passa við mótið þitt og veita styrk án þess að virðast hrukkuð. Óviðeigandi efni flækir uppsetninguna og gerir lokaafurðina veika.
Hver vefnaður er öðruvísi að vinna með. Aðrir brjóta saman og teygja sig auðveldlega og aðrir eiga í nokkrum erfiðleikum með að brjóta saman og haldast uppréttir. Með svona skilningi á mismun þeirra fyrirfram, forðastu að eyða tíma og endurgerð með miklum kostnaði.
Hversu vel myndast efnið
Betri sveigjur og fall úr twill og satín vefnaði. Þeir gera þér kleift að setja efni yfir þröng horn án þess að bogna. Satín heldur trefjunum á floti lengur og það er gagnlegt á samsettum ferlum. Þetta eru bestu valkostirnir þínir ef hluti þinn inniheldur skarpar beygjur eða samsett form.
Slétt vefnaður er erfiðara að vinna með þéttum formum. Trefjarnar fara síðan yfir allar aðrar togarar og smyrja efnið stífara. Þú gætir endað með hrukkum eða mislagðar trefjar. Stór svæði af sléttum vefnaði á í grundvallaratriðum flötum eða varlega bognum spjöldum.
Stefna styrks og álags
Það eru fleiri trefjabeygjur í sléttum vefnaði, sem dregur úr styrk undir spennu. Hins vegar límir það trefjar saman. Þetta hjálpar hlutunum við að forðast delamination. Twill eða satín vefnaður er meira viðeigandi á hlutum sem eru aðallega hlaðnir í spennu. Þeir viðhalda trefjum í beinni og sterkari ham.
Venjulegur vefnaður gæti lifað betur ef hluti þinn verður fyrir högg- eða beygjuálagi. Það hefur betra grip á plastefni, sem gerir það betra gegn delamination. Veldu vefnaðinn eftir helstu krafta sem á að beita af þinni hálfu.
Resin flæði og vinnsla
Venjulegur vefnaður úr þéttum sléttum vefjum hindrar flæði plastefnis. Þetta getur fest loftvasa við innrennsli. Þetta mun krefjast viðkvæmrar meðhöndlunar með lofttæmi og þrýstingi til að forðast tómarúm. Satín og lausari twill vefnaður gerir plastefni kleift að gleypa hraðar, en gleypa meira plastefni í heild.
Þetta er gert einfalt með prepreg dúkum sem þegar hafa plastefnið. Engu að síður læknar fjölbreyttur vefnaður á mismunandi hátt og krefst samsvarandi hitalotu. Með því að nota viðeigandi vefnað á plastefni og herðingaraðferð minnkar gallar og framleiðslan verður hraðari.
Hagnýtur kostnaður og framleiðsluhraði
Satínvefnaður er tímafrekari-og dýrari vegna flókinna leiða trefja. Twill er hægt að vefa fljótt og ódýrt en samt mjúkt. Einfaldast í gerð og ódýrast er slétt vefnaður.
Klútar sem auðvelt er að vinna með á uppsetningunni lágmarka rusl. Þegar rekstraraðili þinn á í vandræðum með að mynda efnið má búast við lotutíma og sóun. Að velja vef sem teymið þitt mun geta unnið með og sem sparar í raun peninga á hverjum hluta.
Algengar áskoranir þegar unnið er með koltrefjavef
Koltrefjaefni hafa nokkur algeng vandamál. Þetta hefur áhrif á styrk hlutans (og hann getur líka litið vel út) sem og framleiðsluhraða. Að vita um þetta myndi bjarga þér frá dýrum villum og endurskoðunum.
Mörg atriði má útskýra með hegðun efnisins við meðhöndlun og herðingu. Mynstur vefnaðarins ræður stundum hversu flókið það er. Helstu áskoranir sem þú ert líklegri til að lenda í eru taldar upp hér að neðan.
Hrukkur/trefjaröskun
Þegar teygt er yfir þrönga sveigju hrukkar koltrefjaefni. Einkum má auðveldlega teygja slétt vefnað svo mikið að það verður frekar stíft. Hrinurnar veikja hlutann og leiða til ójafns flæðis plastefnis.
Til þess að draga úr hrukkum verður þú að geta haft þétt stjórn á spennunni meðan á uppsetningu stendur. Vefval getur hjálpað til, þar sem twill eða satín vefnaðurinn getur auðveldara dúkað. Það er líka hægt að skera efni meira í bita-stóra stykki eða nota sérsniðnar eyður til að leysa vandamál sem passa við flókin form.
Þurr blettir úr plastefni tómum
Þétt vefnaður, eins og látlaus vefnaður, þolir plastefnisflæði. Þetta getur lokað lofti og leitt til þurrra svæða eða hola í samsettu efninu. Þessar bilanir veikjast og geta leitt til ótímabæra bilunar.
Þetta er hægt að forðast með því að hafa viðeigandi lofttæmi og hæga innrennsli af plastefni. Opnari vefnaður gerir kleift að komast í gegnum plastefni, en þeir lausari geta bætt við plastefnisinnihaldi og gert hlutana þyngri. Prepregs draga úr þessari hættu að því marki að plastefnið er þegar dreift jafnt.
Aðskilnaður laga og aflögun
Delamination á sér stað þegar lög missa viðloðun vegna streitu. Delamination. Mikill fjöldi krossa sem taka þátt í sléttum vefnaði eykur núninginn og eykur viðnám. Twill og satín vefnaður (færri crossovers á endum) gæti verið næmari.
Nauðsynlegt er að viðhalda hitastigi og þrýstingi við herðingu til að koma í veg fyrir slæma tengingu. Að herða kvoða eða setja inn milliblaðaefni hjálpar einnig við að auka aflögun.
Vandamál með meðhöndlun og klippingu á dúk
Koltrefjar eru einnig brothættar og brotna eða brotna þegar þær eru harðar. Rúllur af stórum lengdum af efni eru fyrirferðarmiklar og myndu eyðileggja trefjarnar á meðan á flutningi stendur. Mikil og sljó blöð skemma trefjarnar.
Undirbúðu góð-gæða og skörp verkfæri. Skurður: Leggðu efnið flatt og ekki toga í togarana. Með því að fræða starfsmenn um hvernig eigi að sjá um efni kemur í veg fyrir sóun og galla.
Grein Samantekt
Þessi grein fjallar um lykilþætti koltrefjavefnaðar, allt frá framleiðslu þeirra til algengra áskorana og valviðmiða.
Carbon Fiber vefnaður: Hvernig Carbon Fibers mynda efni.
Vefmynstur: Tegundir eins og slétt, twill og satín.
Framleiðslutækni: Trefjaundirbúningur, vefnaður, frágangsskref.
Vefval: Velja efni fyrir lögun og styrk.
Algengar áskoranir: Hrukkur, tómarúm úr plastefni, delamination.
Meðhöndlunarráð: Rétt umhirða til að forðast galla.
