How It’s Made: The Art of Carbon Fiber Manufacturing
Nie ma nic takiego jak włókno węglowe. Produkcja włókien węglowych jest unikalną metodą i fascynującą, gdy bada się ją bardziej szczegółowo.
Aby dowiedzieć się wszystkiego o włóknach węglowych, kontynuuj czytanie poniżej.
Pozostałe informacje o produkcji włókien węglowych
Jak inne materiały, wysokiej jakości włókna węglowe zaczynają się od składnika bazowego: poliakrylonitrylu (PAN). 90% włókien węglowych są wykonane z tego. Pozostałe 10% – pak naftowy lub rayon.
Producenci używają różnych cieczy i gazów do produkcji włókien węglowych. Podczas przędzenia, PAN produkcji włókien węglowych miesza się z innymi składnikami do przędzenia w włókna. Następnie, włókna są myte i rozciągane.
Następnie następuje stabilizacja. Podczas tego etapu, włókna są podgrzewane przez 30-120 minut do 390-590° F. Kilka rzeczy dzieje się na tym etapie.
Po pierwsze, włókna otrzymują cząsteczki tlenu w powietrzu. W ten sposób, wzór wiązań atomowych zmienia układ w trakcie reakcji chemicznych. Techniki i wyposażenie stosowane w komercyjnych procesach stabilizacji różnią się w zależności od procesu.
Niektóre procesy ciągną włókna przez ogrzewane komory. Inne przepuszczają je przez gorące walce i przez materiały sypkie.
Po stabilizacji następuje karbonizacja. Stabilizowane włókna ogrzewają się w piecu o temperaturze 1,830-5,500° F przez wiele minut z mieszaniną gazów beztlenowych. Brak tlenu powstrzymuje włókna od spalania.
Ogrzewanie włókien sprawia, że opuszczają one swoje atomy niewęglowe, a nawet niektóre atomy węgla. To przybiera formę gazów takich jak amoniak, para wodna, dwutlenek węgla, tlenek węgla, azot, wodór i inne. Podczas gdy atomy węgla uciekają, atomy węgla pozostające tworzą ściśle związane kryształy carbon.
Więcej nauki za Carbon Fiber
Proces produkcyjny nie kończy się tam.
Odkąd włókna karbonizują, powierzchnia nieco utlenia się. Dodanie atomów tlenu do powierzchni pozwala na więcej wiązań chemicznych. To również szorstki i wytrawia powierzchnię, aby ułatwić lepsze mechaniczne wiązanie.
Producenci utleniają włókna poprzez umieszczenie ich w dwutlenku węgla, powietrza, ozonu, lub innych gazów. Lub używają płynów takich jak kwas azotowy lub podchloryn sodu.
Włókna mogą być również wykonane jako dodatni terminal w kąpieli materiałów przewodzących prąd elektryczny, aby pokryć je elektrolitycznie. Przez cały czas, producenci muszą dokładnie kontrolować obróbkę powierzchni, aby zapobiec powstawaniu wżerów i innych małych wad powierzchniowych. Mogłyby one spowodować uszkodzenie włókna.
Ostatnim etapem procesu produkcji włókien węglowych jest sortowanie. Jest to proces powlekania włókien w celu zabezpieczenia ich przed uszkodzeniem podczas tkania lub nawijania. Materiały powlekające współpracują z klejem stosowanym w produkcji materiałów kompozytowych.
Powlekane włókna są następnie nawijane ręcznie na szpulki podczas końcowych mini-etapów wytwarzania produktów handmade. W końcu, szpulki obracają się w maszynie, a włókna stają się przędzą.
Wielostopniowa podróż
Jak widać, proces produkcji włókien węglowych jest staranną i przemyślaną podróżą w kierunku doskonałości włókien węglowych. Dobrze zaplanowany, obliczony i wysoce naukowy postęp zaprojektowany dla włókna węglowego.
Jeśli Twoja firma chciałaby mieć ręcznie robione włókna węglowe produkowane tak skrupulatnie jak proces opisany powyżej, poproś o bezpłatną wycenę od SMI Composites już dziś.