Остатній посібник з форм вуглецевого волокна: від рубаного до безперервного – як зробити правильний вибір, щоб підсилювати дизайн та виробництво?

Вуглецеве волокно, яке часто називають «чорним золотом» сучасної промисловості, має різноманітні форми, які безпосередньо визначають способи його обробки, експлуатаційні характеристики та галузі застосування. Від легких і міцних безперервних волокон до легко формованих рубаних волокон, кожна форма відкриває можливості для інновацій у різних галузях. Першим кроком у правильному виборі вуглецевого волокна є розуміння відмінностей між цими основними формами.

Вуглецеве волокно в основному отримують із прецизійних волокон поліакрилонітрилу (PAN) шляхом високотемпературної карбонізації. За довжиною кінцевого продукту та подальшими формами обробки воно може бути умовно поділене на такі основні типи:

1.Несупинне вуглецеве волокно: синонім високих характеристик
Несупинне вуглецеве волокно означає високоякісні нитки, які можуть досягати кілометрів у довжину, зазвичай намотані на котушки у вигляді пряжі або стрічки. Кожна стрічка складається з 1000 (1К), 3000 (3К), 12 000 (12К) або навіть більшої кількості окремих ниток. Менше значення К, як правило, свідчить про кращу плетінність, що підходить для складних кривих поверхонь; більше значення К забезпечує вищу ефективність укладання, що ідеально підходить для великих конструкцій.

Експлуатаційні характеристики: Зберігає найвищу міцність і модуль пружності карбонового волокна, забезпечуючи виняткові механічні властивості (наприклад, марки T300, T700, T800). Має високу анізотропність, тобто його характеристики значною мірою залежать від орієнтації волокон. Проектувальники можуть точно задовольнити механічні вимоги в певних напрямках за допомогою проектування шарів.

Сфери застосування:
→ Аерокосмічна промисловість: Крила та фюзеляжні конструкції, компоненти супутників, руки БПЛА.
→ Спортивне обладнання класу люкс: Рами велосипедів, ракетки для тенісу, вудки, гоночні човни.
→ Промисловість та енергетика: Стійки лопатей вітряних турбін, циліндри зберігання водню, роботизовані руки, легкі валки.

Ринкова орієнтація: Належить до висококласного ринку з високими технічними бар'єрами та відповідно вищою ціною, яка коливається від десятків до сотень доларів за кілограм (залежно від марки). У міру оптимізації витрат він поступово проникає в такі сфери, як високоякісні автокомпоненти (наприклад, акумуляторні блоки).

2. Довге карбонове волокно: потужність армування для термопластів
Довгі вуглецеві волокна (LCF) зазвичай позначають волокна завдовжки кілька міліметрів до десятків міліметрів, які в основному використовуються для армування термопластичних полімерів і зберігають певну орієнтацію та довжину всередині гранул.

Експлуатаційні характеристики: Забезпечує виняткову міцність на удар, жорсткість і стійкість до втоми, значно кращу, ніж у коротких волокон, завдяки кращому збереженню довжини волокон під час лиття під тиском, утворюючи тривимірну сітчасту структуру. Властивості є збалансованішими порівняно з неперервними волокнами, хоча певна анізотропність залишається.

Сфери застосування:
→ Автомобільні компоненти: Кришки двигунів, рами сидінь, лотки для акумуляторів.
→ Електроніка та електрика: Корпуси ноутбуків, корпуси БПЛА, корпуси сенсорів.
→ Потужні товари: Корпуси електроінструментів, аксесуари для спортивного спорядження.

Ринкова орієнтація: Швидко зростаючий сегмент, який поєднує високу продуктивність із швидкими можливостями обробки, особливо підходить для зменшення ваги автомобілів і побутової електроніки.

3. Короткі вуглецеві волокна: зірчасті наповнювачі для модифікованих пластиків
Нарізане вуглецеве волокно, зазвичай завдовжки 0,1–12 мм (поширена довжина — 6 мм), має форму рисового зерна або циліндра та використовується для змішування та модифікації термопластичних смол.

Експлуатаційні характеристики: Завдяки випадковому розподілу всередині матриці забезпечує ізотропні властивості. Функціонально підвищує міцність, жорсткість, зносостійкість, електро/теплопровідність та стабільність розмірів базового матеріалу. Має чудову оброблюваність і рухливість.

Сфери застосування:
→ Конструкційні пластмаси: Додається до нейлону (PA66, PA6), PPA, PP, PC, PPS, PEEK, LCP тощо для створення армованих, антистатичних та зносостійких компонентів.
→ Фрикційні матеріали: Накладки гальм, диски зчеплення.
→ Функціональні матеріали: Кондуктивні покриття/фарби, армування бетону (зменшення тріщин, підвищення міцності на розтягування).

Ринкова орієнтація: Одна з найдешевших та найпоширеніших форм, певним чином «комодифікована» продукція з вуглецевого волокна. Визначається широким попитом у промислових та споживчих галузях.

4. Тканина з вуглецевого волокна: каркас композитів
Це двовимірна структура, виготовлена шляхом ткацтва безперервних волокон карбону за допомогою текстильних технологій, ключова проміжна форма безперервного волокна. Включає тканини полотняного, саржевого та атласного переплетення, а також нетканинні одноманітні (UD) матеріали. У UD-тканинах переважна більшість волокон вирівнюється паралельно в одному напрямку, злегка прошиті у напрямку 90°, забезпечуючи експлуатаційні характеристики в основному напрямку, близькі до характеристик самого безперервного волокна.

Експлуатаційні характеристики: Різні типи переплетень забезпечують баланс між драпируванням, стабільністю та механічними властивостями. Спрощує процес укладання шарів для виробництва композитів, особливо для таких процесів, як ручне укладання, вакуумне формування та автоклавне твердіння. Дозволяє точно проектувати структурні механічні властивості за допомогою багатонапрямкового укладання.

Сфери застосування: Обшивка літаків, обтічники; роботизовані руки; платформи для медичного сканування; фюзеляжі БПЛА; панелі кузова автомобілів.

5. Препрег із карбонового волокна: вибір для високоякісних процесів
Це проміжний матеріал, у якому безперервні волокна або тканини з вуглецевого волокна просочені напіввулканізованою смолою.

Експлуатаційні характеристики: Спрощує процес для користувача, оскільки відпадає потреба окремо обробляти смолу та просочувати її. Потрібно лише вирізати, укласти та вулканізувати під дією тепла й тиску. Забезпечує високу та стабільну якість із точним контролем вмісту волокон. Має вищу вартість через систему смоли та складний процес підготовки. Потребує зберігання в холодильнику.

Сфери застосування: Карбонові рами для велосипедів, ракетки, лижі; вторинні конструкції в авіації (наприклад, панелі інтер'єру, кріплення); високопродуктивні автозапчастини.

Незалежно від того, чи потрібні вам рублені волокна з вуглецевого волокна, тканина з вуглецевого волокна, препрег або інші проміжні матеріали з вуглецевого волокна – Dr.reinforcement є вашим надійним партнером у рішеннях для армування!

Ми спеціалізуємося на:
Рублене вуглецеве волокно: Придатний для різних смолистих систем, включаючи PA (PA66, PA6), PPA, PP, PC, PPS, PEEK, LCP тощо. Пропонує високу вартість-ефективність, суттєво розширюючи діапазон застосування.
Вуглецеві тканини: Доступні різні типи переплетення та поверхневі щільності, що підтримують індивідуальні потреби.
Серія препрегів: Охоплює як термопластичні, так і реактопластичні типи, що підтримують швидке прототипування та виробництво високоефективних продуктів.

Dr.reinforcement наполягає на якості як основі, допомагаючи клієнтам досягти інновацій у матеріалах і оновлення продуктів. Якщо ви шукаєте професійного постачальника вуглецевого волокна пРОДУКТИ будь ласка, зв'яжіться з нами – дозвольте нам надати вам міцніші, легші та надійніші рішення з матеріалів!

Електронна пошта: [email protected]

Whatsapp:+86 19121157199