How It’s Made: How It’s Made: The Art of Carbon Fiber Manufacturing
Der er intet som kulfiber. Fremstilling af kulfiber er en unik metode og fascinerende, når den udforskes nærmere.
For at lære alt om kulfiber skal du fortsætte med at læse nedenfor.
Den lave pris på kulfiberfremstilling
Som andre materialer starter kvalitetskulfiber med en grundkomponent: polyacrylonitril (PAN). 90 % af kulfibre er fremstillet af det. De andre 10 % – petroleumsbeg eller rayon.
Fabrikanterne bruger en række væsker og gasser til at fremstille kulfiber. Under spinding blandes kulfiberfremstilling PAN med andre ingredienser for at blive spundet til fibre. Derefter vaskes og strækkes fibrene.
Dernæst kommer stabilisering. Under dette trin bliver fibrene opvarmning i 30-120 minutter til 390-590° F. Der sker et par ting i løbet af denne fase.
Først får fibrene luftens iltmolekyler. Derved omarrangeres det atomare bindingsmønster i løbet af de kemiske reaktioner. De teknikker og det udstyr, der anvendes i kommercielle stabiliseringsprocesser, varierer fra den ene proces til den anden.
Nogle processer trækker fibrene gennem opvarmede kamre. Andre fører dem gennem varme valser og gennem løse materialer.
Efter stabilisering kommer karbonisering. Stabiliserede fibre opvarmes i en sviende ovn på 1.830-5.500° F i mange minutter med en iltfri gasblanding. Fraværet af ilt forhindrer fibrene i at brænde.
Varmen af fibrene får dem til at miste deres ikke-kulstofatomer og endda nogle kulstofatomer. Det sker i form af gasser som ammoniak, vanddamp, kuldioxid, kulilte, kvælstof, nitrogen, brint med mere. Mens de ikke-kulstofatomer flygter, danner de tilbageværende kulstofatomer tætbundne kulstofkrystaller.
Mere af videnskaben bag kulfiber
Fremstillingsprocessen stopper ikke her.
Når fibrene kulstoffikseres, oxideres overfladen noget. Tilføjelse af iltatomer til overfladen giver mulighed for mere kemisk binding. Det gør også overfladen ru og ætset for at lette en bedre mekanisk binding.
Fabrikanterne oxiderer fibrene ved at lægge dem i kuldioxid, luft, ozon eller andre gasser. Eller de bruger væsker som salpetersyre eller natriumhypochlorit.
Fibre kan også gøres til den positive terminal i et bad af elektrisk ledende materialer for at belægge dem elektrolytisk. Til enhver tid skal producenterne nøje kontrollere overfladebehandlingen for at forhindre, at der dannes gruber og andre små overfladefejl. Disse kan få fiberen til at fejle.
Det sidste trin i kulfiberfremstillingsprocessen er dimensionering. Det er processen med at belægge fibrene for at beskytte dem mod skader under vævning eller vikling. Belægningsmaterialer fungerer sammen med det klæbemiddel, der anvendes til fremstilling af kompositmaterialer.
De belagte fibre vikles derefter i hånden på spoler under de sidste minitrin i fremstillingen af de håndlavede produkter. Til sidst spindes spolerne i maskinen, og fibrene bliver til garn.
En rejse i flere trin
Som du kan se, er kulfiberfremstillingsprocessen en omhyggelig og velovervejet rejse mod kulfiberperfektion. Velplanlagt, beregnet og meget videnskabeligt fremskridt designet til kulfiber.
Hvis din virksomhed gerne vil have nogle håndlavede kulfibre fremstillet lige så omhyggeligt som den ovenfor beskrevne proces, så anmod om et gratis tilbud fra SMI Composites i dag.