Kuitumuovien muotojen käsikirja: lyhyistä ja jatkuvista kuiduista – miten valita oikea vaihtoehto tuomaan lisäarvoa suunnitteluun ja valmistukseen?

Hiilikuitu, usein nimetty teollisuuden "mustaksi kullan" on monenlaisten muotojen mukana, jotka vaikuttavat suoraan sen käsittelyyn, suorituskykyyn ja käyttömahdollisuuksiin. Kevyestä ja kovasta jatkuvasta kuidusta helposti muovattaviin lyhytkuituihin, jokainen muoto tuo uusia mahdollisuuksia innovaatiolle eri sektoreilla. Oikean hiilikuidun valinnan ensimmäinen vaihe on ymmärtää näiden päämuotojen erot.

Hiilikuitua valmistetaan ensisijaisesti polyakryyliinitriiliedestä (PAN) korkean lämpötilan karbonoinnin kaltaisilla prosesseilla. Lopullisen tuotteen pituuden ja jälkikäsittelyn mukaan sitä voidaan luokitella pääasiassa seuraaviin tyyppeihin:

1.Jatkuva hiilikuitu: Synonyymi suorituskyvylle
Jatkuva hiilikuitu viittaa korkean suorituskyvyn omaaviin filamenteihin, jotka voivat olla kilometrien mittaisia ja joiden kera ne on yleensä kierretty kierukoihin lankana tai kuitukimpuna. Jokainen kimpussa on 1 000 (1K), 3 000 (3K), 12 000 (12K) tai jopa useampia yksittäisiä filamenteja. Alhaisempi K-luku tarkoittaa yleensä parempaa kutoivuutta ja soveltuvuutta monimutkaisiin kaartuihin; korkeampi K-luku tarjoaa suuremman kerrosrakenteen tehokkuuden, joka on ideaalinen suurille rakenteille.

Suorituskykyominaisuudet: Säilyttää korkeimman lujuuden ja moduulin, jotka ovat ominaisia hiilikuidulle, ja tarjoaa erinomaiset mekaaniset ominaisuudet (esim. laadut T300, T700, T800). Se on erittäin anisotrooppinen, eli sen suorituskyky riippuu voimakkaasti kuitusuunnasta. Suunnittelijat voivat tarkasti valmistaa mekaaniset vaatimukset tietyissä suunnissa kerrosten suunnittelun avulla.

Hakemuskentät:
→ Ilmailu: Siipirakenteet ja runkorakenteet, satelliittikomponentit, UAV-käsivarret.
→ Korkealuokkainen urheiluvälineistö: Polkupyöräkehykset, tennikset, kalastuspuukot, kilpailuvuorovedet.
→ Teollisuus ja energia: Tuuliturbiinin siipien varret, vetyvarastosylinterit, robotti- kämmenet, kevyet rullat.

Markkinapositiointi: Kuuluu korkealuokkaiseen markkinaan, jolla on korkeat tekniset esteet ja siten myös vastaavasti korkeampi hinta, joka vaihtelee muutamasta kymmenestä dollareista satoihin dollareihin kilogrammalta (riippuen laadusta). Kustannusten optimoitumisen myötä se on vähitellen leviämässä alueille kuten korkealuokkaiset auton osat (esim. akkolaatikot).

2. Pitkä hiilikuitu: Vahvistusvoimaa termoplasteille
Pitkä hiilikuitu (LCF) tarkoittaa yleensä kuituja, joiden pituus on useita millimetrejä useisiin kymmeniin millimetreihin, ja sitä käytetään pääasiassa vahvistamaan termoplastisia polymeerejä säilyttäen kuitujen suunta ja pituus pelletteissä.

Suorituskykyominaisuudet: Tarjoaa huomattavasti paremman iskulujuuden, jäykkyyden ja väsymiskestävyyden verrattuna leikattuihin kuituihin, koska kuittpituus säilyy paremmin injektiovaipassa ja muodostaa kolmiulotteisen verkkorakenteen. Ominaisuudet ovat tasapainoisempia kuin jatkuvalla kuidulla, vaikka jotain anisotropiaa säilyy.

Hakemuskentät:
→ Autoliikenteen osat: Moottoripeitit, istuinkoot, akkolaatikot.
→ Elektroniikka ja sähkö: Kannettavien tietokoneiden kotelot, UAV-kehot, anturikuoret.
→ Kuluttajatuotteet: Sähkötyökalujen kotelot, urheiluvälineiden tarvikkeet.

Markkinapositiointi: Nopeasti kasvava segmentti, joka yhdistää korkean suorituskyvyn ja nopean käsittelyn mahdollisuudet, erityisen hyvä autojen kevennykseen ja kuluttajaelektroniikkaan.

3. Leikattu hiilikuitu: tähtitäyte muovien modifiointiin
Leikattu hiilikuitu, jonka pituus on tyypillisesti 0,1–12 mm (yleinen pituus 6 mm), joka näyttää riisinjyvältä tai sylinterimäiseltä ja sitä käytetään sekoitettaessa ja muokatessa termoplastisia harjaa.

Suorituskykyominaisuudet: Antaa isotrooppisia ominaisuuksia matriisin sisällä satunnaisen jakautumisen vuoksi. Se toiminnallisesti parantaa perusmateriaalin lujuutta, jäykkyyttä, kulumisvastusta, sähköistä/lämmönjohtavuutta ja mittojen vakautta. Tarjoaa erinomaisen käsittelyssä virtausominaisuudet.

Hakemuskentät:
→ Koneteknilliset muovit: Lisätään nyloniin (PA66, PA6), PPA:han, PP:hen, PC:hen, PPS:ään, PEEK:iin, LCP:hen jne., jotta valmistetaan vahvistettuja, antistatiikka- ja kulumiskestäviä komponentteja.
→ Kitkamateriaalit: Jarrulevyt, käsipyörälevyt.
→ Toiminnalliset materiaalit: Johtavat pinnoitteet/värikynät, betonivahvistus (halkeamien vähentäminen, vetolujuuden parantaminen).

Markkinapositiointi: Yksi edullisimmista ja suurimmista muodoista, jollainen on hieman "tavaramaisempi" hiilikuitutuote. Laajan kysynnän vailla teollisuus- ja kuluttajasektoreissa.

4. Hiilikuitukangas: Komposiittien runko
Tämä on jatkuvan hiilikuitutilan tekstiilitekniikalla valmistettu kaksiulotteinen rakenne, joka on tärkeä välituote jatkuvassa kuitumuodossa. Se sisältää kudotut kankaat, kuten tasakudon, ripsikudon ja satiinikudon, sekä ei-venytettävät yksisuuntaiset (UD) kankaat. UD-kankaissa suurin osa kuiduista on kohdistettu yhdensuuntaisiksi ja ne on kevyesti ommeltu 90° kulmassa, tarjoten suorituskykyä pääsuunnassa, joka on lähes yhtä hyvä kuin jatkuvan kuidun itse.

Suorituskykyominaisuudet: Eri kudot tasapainottavat pehmeyttä, stabiilisuutta ja mekaanisia ominaisuuksia. Helpottaa helpompaa kerrosten asettamista komposiittivalmistuksessa, erityisesti prosesseissa kuten käsin asennus, tyhjiöpussointi ja autoklaivikovetus. Mahdollistaa rakenteellisten mekaanisten ominaisuuksien tarkan suunnittelun monisuuntaisella kerroksella.

Hakemuskentät: Lentokoneen pinnat, suojukset; robottikädet; lääketieteelliset kuvantamisjalkapöydät; UAV-kehykset; automotiiviset kappaleet.

5. Hiilikuitupreimpregnaatti: Valinta korkealaatuisiin prosesseihin
Tämä on välituote, jossa jatkuvaa hiilikuitukankaita tai kankaita käytetään yhdessä osittain kovannehtuneen hartjajärjestelmän kanssa.

Suorituskykyominaisuudet: Yksinkertaistaa käyttäjälle prosessia poistamalla erillisen hartjan käsittelyn ja kuidun kyllästämisen tarpeen. Vaatii vain leikkaamista, kerrostamista ja sen jälkeen kovettamista lämmön ja paineen vaikutuksesta. Tarjoaa korkean ja tasaisen laadun sekä tarkan kuitupitoisuuden säädön. Kalliimpi valmistuskustannusten ja monimutkaisen valmistusprosessin vuoksi. Vaatii jäähtytysvarastointia.

Hakemuskentät: Huipputason polkupyöräkehykset, mailat, hiihtotangot, lentokonesuojat (esim. sisäpaneelit, kiinnikkeet); korkean suorituskyvyn autonosat.

Ei ole väliä, tarvitsetko lyhytkuituista hiilikuitua, hiilikuitukankaita, prepreg-kangaita tai muita hiilikuituvälituotteita – Dr.reinforcement on luotettava vahvistusratkaisujen kumppanisi!

Eriytymme:
Lyhytkuituinen hiilikuitu: Sopii useisiin hartjajärjestelmiin, mukaan lukien PA (PA66, PA6), PPA, PP, PC, PPS, PEEK, LCP, jne. Tarjoaa korkean kustannustehokkuuden ja laajentaa merkittävästi sovellusalueita.
Hiilikuitukankaat: Saatavana eri kudotuksissa ja pinta-painoissa, tukevat räätälöityjä tarpeita.
Pintakäsittelysarja: Kattaa sekä termoplastiset että kovettuvat tyypit, tukevat nopeaa prototyypitystä ja korkean suorituskyvyn tuotantoa.

Dr.reinforcement pitää laadusta ydintä, auttaen asiakkaita saavuttamaan materiaalituotannon ja tuotekehityksen. tUOTTEET toimittaja, ota yhteyttä – anna meidän tarjota sinulle vahvempia, kevyempiä ja luotettavampia materiaaliratkaisuja!

Sähköposti:[email protected]

Whatsapp:+86 19121157199