Полное руководство по формам из углеродного волокна: от рубленого до непрерывного — как сделать правильный выбор, чтобы усилить дизайн и производство?

Углеволокно, часто называемое «черным золотом» современной промышленности, представлено в различных формах, которые напрямую определяют методы его переработки, эксплуатационные характеристики и сферы применения. От легких и прочных непрерывных волокон до легко формующихся рубленых волокон — каждая форма открывает возможности для инноваций в различных отраслях. Первым шагом к правильному выбору углеволокна является понимание различий между основными формами.

Производство углеволокна в основном осуществляется из прекурсорных волокон на основе полиакрилонитрила (PAN) с помощью таких процессов, как карбонизация при высоких температурах. В зависимости от длины конечного продукта и последующих форм переработки оно может быть в основном разделено на следующие типы:

1.Непрерывное углеволокно: синоним высокой эффективности
Непрерывное углеродное волокно относится к высокопрочным нитям, которые могут быть километровой длины и обычно наматываются на катушки в виде пряжи или жгута. Каждый жгут состоит из 1 000 (1К), 3 000 (3К), 12 000 (12К) или даже большего количества отдельных волокон. Меньшее значение К, как правило, обеспечивает лучшую способность к ткачеству и подходит для сложных кривых поверхностей, тогда как большее значение К обеспечивает более высокую эффективность укладки, что идеально подходит для крупногабаритных конструкций.

Эксплуатационные характеристики: Сохраняет наивысшую прочность и модуль упругости углеродного волокна, обеспечивая исключительные механические свойства (например, марки T300, T700, T800). Оно обладает высокой анизотропией, то есть его характеристики сильно зависят от ориентации волокон. Конструкторы могут точно соответствовать механическим требованиям в определенных направлениях посредством проектирования слоистых структур.

Области применения:
→ Аэрокосмическая промышленность: Крылья и фюзеляжные конструкции, компоненты спутников, рычаги БПЛА.
→ Спортивное оборудование премиум-класса: Рамы велосипедов, теннисные ракетки, удочки, гоночные лодки.
→ Промышленность и энергетика: Лонжероны лопастей ветряных турбин, цилиндры хранения водорода, роботизированные руки, легкие ролики.

Рыночное позиционирование: Относится к сегменту люкс с высокими техническими барьерами и соответствующей более высокой ценой, в диапазоне от десятков до сотен долларов за килограмм (в зависимости от сорта). По мере оптимизации затрат, он постепенно проникает в такие области, как компоненты для премиальных автомобилей (например, батарейные отсеки).

2. Длинное углеродное волокно: мощный армирующий элемент для термопластов
Длинное углеродное волокно (LCF) обычно обозначает волокна длиной от нескольких миллиметров до десятков миллиметров, которые в основном используются для армирования термопластичных полимеров, сохраняя определенную ориентацию и длину внутри гранул.

Эксплуатационные характеристики: Обладает превосходной ударной прочностью, жесткостью и устойчивостью к усталости, намного превосходящими таковые у короткого волокна, благодаря лучшему сохранению длины волокон в процессе литья под давлением и образованию трёхмерной сетчатой структуры. Характеристики более сбалансированы по сравнению с непрерывным волокном, хотя определённая анизотропия сохраняется.

Области применения:
→ Автомобильные компоненты: Крышки двигателя, рамы сидений, поддоны для аккумуляторов.
→ Электроника и электрика: Корпуса ноутбуков, корпуса БПЛА, корпуса сенсоров.
→ Потребительские товары: Корпуса электроинструментов, аксессуары для спорта

Рыночное позиционирование: Быстро растущий сегмент, сочетающий высокую производительность и быструю обрабатываемость, особенно подходящий для облегчения автомобилей и бытовой электроники

3. Измельченное углеродное волокно: Звездный наполнитель для модифицированных пластиков
Измельченное углеродное волокно, обычно длиной 0,1–12 мм (наиболее распространенная длина — 6 мм), имеет форму зернышка риса или цилиндра и используется для смешивания и модификации термопластичных смол

Эксплуатационные характеристики: Обеспечивает изотропные свойства благодаря случайной ориентации внутри матрицы. Функционально повышает прочность, жесткость, износостойкость, электрическую/теплопроводность и размерную стабильность исходного материала. Обладает отличной текучестью при переработке

Области применения:
→ Инженерные пластиковые материалы: Добавляется в нейлон (PA66, PA6), PPA, PP, PC, PPS, PEEK, LCP и т.д. для создания усиленных, антистатических и износостойких деталей
→ Фрикционные материалы: Тормозные колодки, диски сцепления
→ Функциональные материалы: Токопроводящие покрытия/чернила, армирование бетона (уменьшение трещинообразования, повышение прочности на растяжение).

Рыночное позиционирование: Один из самых дешевых и массовых видов продукции, достаточно "коммодитизированный" углеволоконный продукт. Определяется широким спросом в промышленном и потребительском секторах.

4. Ткань из углеродного волокна: каркас композитов
Это двумерная структура, изготовленная путем переплетения непрерывных углеродных волокон пряжи с использованием текстильных технологий, ключевая промежуточная форма непрерывного волокна. Включает ткани, такие как полотняное, саржевое и атласное переплетение, а также нетканые однонаправленные (UD) ткани без усадки. В однонаправленных тканях подавляющее большинство волокон параллельно выровнены в одном направлении и слегка прошиты в направлении 90°, обеспечивая при этом показатели в основном направлении, близкие к показателям самого непрерывного волокна.

Эксплуатационные характеристики: Разные виды переплетения обеспечивают баланс между драпируемостью, устойчивостью и механическими свойствами. Облегчает укладку слоев при производстве композитов, особенно при ручной укладке, вакуумной инфузии и отверждении в автоклаве. Позволяет точно проектировать механические свойства конструкции за счет многонаправленной укладки.

Области применения: Обшивка самолетов, обтекатели; роботизированные манипуляторы; платформы для медицинских диагностических приборов; фюзеляжи БПЛА; кузовные панели автомобилей.

5. Препреги из углеродного волокна: выбор для высококачественных процессов
Это промежуточный материал, в котором непрерывные ткани или ровницы из углеродного волокна предварительно пропитаны частично отвержденной смолой.

Эксплуатационные характеристики: Упрощает процесс для пользователя, так как отпадает необходимость отдельной работы со смолой и ее пропитки. Требуется лишь вырезание деталей, укладка и последующее отверждение при нагревании и под давлением. Обеспечивает высокое и стабильное качество с точным контролем содержания волокна. Имеет более высокую стоимость из-за системы смолы и сложного процесса подготовки. Требует хранения в охлаждаемом помещении.

Области применения: Высококачественные рамы для велосипедов, ракетки, лыжи; вторичные конструкции в аэрокосмической отрасли (например, панели интерьера, кронштейны); детали для автомобилей высокого класса.

Независимо от того, нужны ли вам рубленые углеволокно, ткань из углеволокна, препреги или другие промежуточные материалы из углеволокна — Dr.reinforcement является вашим надежным партнером по решению задач армирования!

Мы специализируемся на:
Рубленое углеволокно: Подходит для различных смол, включая PA (PA66, PA6), PPA, PP, PC, PPS, PEEK, LCP и др. Обладает высокой стоимостью эффективности, значительно расширяя диапазон применения.
Ткани из углеволокна: Доступны различные виды переплетений и поверхностные плотности, поддерживающие индивидуальные потребности.
Серия препрегов: Включает термопластичные и реактопластные типы, поддерживает быстрое прототипирование и производство высокопроизводительных продуктов.

Dr.reinforcement настаивает на том, что качество является основным приоритетом, помогая клиентам достичь инноваций в материалах и модернизации продукции. Если вы ищете профессионального поставщика продукты углеволокна, пожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами — давайте предоставим вам сильнее, легче и надежнее материалы и решения!

Emai: [email protected]

Whatsapp:+86 19121157199