Come è fatto: The Art of Carbon Fiber Manufacturing
Non c’è niente come la fibra di carbonio. La produzione della fibra di carbonio è un metodo unico e affascinante se esplorato più in dettaglio.
Per imparare tutto sulla fibra di carbonio, continuate a leggere qui sotto.
Il Basso sulla produzione della fibra di carbonio
Come altri materiali, la fibra di carbonio di qualità inizia con un componente di base: poliacrilonitrile (PAN). Il 90% delle fibre di carbonio sono fatte di questo. L’altro 10% – pece di petrolio o rayon.
I produttori usano una varietà di liquidi e gas per fare la fibra di carbonio. Durante la filatura, il PAN di fabbricazione della fibra di carbonio si mescola con altri ingredienti per essere filato in fibre. Poi, le fibre vengono lavate e allungate.
Poi viene la stabilizzazione. Durante questa fase, le fibre vengono riscaldate per 30-120 minuti a 390-590° F. Alcune cose accadono durante questa fase.
In primo luogo, le fibre ricevono le molecole di ossigeno dell’aria. Così facendo, il modello di legame atomico si riorganizza nel corso delle reazioni chimiche. Le tecniche e le attrezzature usate nei processi di stabilizzazione commerciali variano da un processo all’altro.
Alcuni processi fanno passare le fibre attraverso camere riscaldate. Altri le passano attraverso rulli caldi e attraverso materiali sciolti.
Dopo la stabilizzazione viene la carbonizzazione. Le fibre stabilizzate si riscaldano in un forno soffocante a 1.830-5.500° F per molti minuti con una miscela di gas senza ossigeno. L’assenza di ossigeno impedisce alle fibre di bruciare.
Il riscaldamento delle fibre fa cadere i loro atomi non di carbonio e anche alcuni atomi di carbonio. Questo prende la forma di gas come ammoniaca, vapore acqueo, anidride carbonica, monossido di carbonio, azoto, idrogeno e altro. Mentre gli atomi non di carbonio fuggono, gli atomi di carbonio rimanenti formano cristalli di carbonio strettamente legati.
Altra scienza dietro la fibra di carbonio
Il processo di produzione non si ferma qui.
Una volta che le fibre si carbonizzano, la superficie in qualche modo si ossida. L’aggiunta di atomi di ossigeno alla superficie permette un maggiore legame chimico. Inoltre irruvidisce e incide la superficie per facilitare un migliore legame meccanico.
I produttori ossidano le fibre mettendole in anidride carbonica, aria, ozono o altri gas. Oppure usano liquidi come l’acido nitrico o l’ipoclorito di sodio.
Le fibre possono anche essere rese il terminale positivo in un bagno di materiali elettricamente conduttivi per rivestirle elettroliticamente. In ogni caso, i produttori devono controllare attentamente il trattamento della superficie per evitare che si formino buchi e altri piccoli difetti superficiali. Questi potrebbero causare il fallimento della fibra.
Il passo finale nel processo di produzione della fibra di carbonio è il dimensionamento. Questo è il processo di rivestimento delle fibre per proteggerle dai danni durante la tessitura o l’avvolgimento. I materiali di rivestimento funzionano con l’adesivo usato nella fabbricazione dei materiali compositi.
Le fibre rivestite sono poi avvolte a mano su bobine durante le mini-fasi finali della fabbricazione dei prodotti fatti a mano. Infine, le bobine girano all’interno della macchina, e le fibre diventano filato.
Un viaggio in più fasi
Come potete vedere, il processo di produzione della fibra di carbonio è un viaggio attento e deliberato verso la perfezione della fibra di carbonio. Un avanzamento ben pianificato, calcolato e altamente scientifico progettato per la fibra di carbonio.
Se la vostra azienda vorrebbe della fibra di carbonio fatta a mano prodotta meticolosamente come il processo descritto sopra, allora richiedete un preventivo gratuito a SMI Composites oggi stesso.