Cum se fabrică: The Art of Carbon Fiber Manufacturing
Nimic nu se compară cu fibra de carbon. Fabricarea fibrei de carbon este o metodă unică și fascinantă atunci când este explorată mai în detaliu.
Pentru a afla totul despre fibra de carbon, continuați să citiți mai jos.
Despre cum se fabrică fibra de carbon
Ca și alte materiale, fibra de carbon de calitate începe cu o componentă de bază: poliacrilonitrilul (PAN). 90% din fibrele de carbon sunt fabricate din acesta. Celelalte 10% – smoală de petrol sau raion.
Fabricanții folosesc o varietate de lichide și gaze pentru a face fibra de carbon. În timpul filării, PAN de fabricare a fibrelor de carbon se amestecă cu alte ingrediente pentru a fi filate în fibre. Apoi, fibrele se vor spăla și vor fi întinse.
În continuare urmează stabilizarea. În timpul acestei etape, fibrele fiind încălzite timp de 30-120 minute la 390-590° F. Câteva lucruri se întâmplă pe parcursul acestei etape.
În primul rând, fibrele primesc moleculele de oxigen din aer. În acest fel, modelul de legătură atomică se rearanjează pe parcursul reacțiilor chimice. Tehnicile și echipamentele utilizate în procesele comerciale de stabilizare variază de la un proces la altul.
Câteva procese trag fibrele prin camere încălzite. Altele le trec pe role fierbinți și prin materiale libere.
După stabilizare urmează carbonizarea. Fibrele stabilizate se încălzesc într-un cuptor sufocant de 1.830-5.500° F timp de mai multe minute cu un amestec de gaze fără oxigen. Absența oxigenului împiedică fibrele să ardă.
Încălzirea fibrelor le face să renunțe la atomii care nu sunt de carbon și chiar la unii atomi de carbon. Aceasta ia forma unor gaze precum amoniac, vapori de apă, dioxid de carbon, monoxid de carbon, azot, hidrogen și altele. În timp ce atomii de non-carbon fug, atomii de carbon rămași formează cristale de carbon strâns legate.
Mai multe despre știința din spatele fibrei de carbon
Procesul de fabricație nu se oprește aici.
După ce fibrele se carbonizează, suprafața se oxidează oarecum. Adăugarea de atomi de oxigen la suprafață permite mai multe legături chimice. De asemenea, rugozitatea și gravarea suprafeței facilitează o mai bună lipire mecanică.
Fabricanții oxidează fibrele prin introducerea lor în dioxid de carbon, aer, ozon sau alte gaze. Sau folosesc lichide precum acidul azotic sau hipocloritul de sodiu.
Fibrele pot fi, de asemenea, făcute terminal pozitiv într-o baie de materiale conductoare de electricitate pentru a le acoperi electrolitic. În orice moment, producătorii trebuie să controleze cu atenție tratamentul de suprafață pentru a preveni formarea de gropi și alte mici defecte de suprafață. Acestea ar putea cauza defectarea fibrei.
Etapa finală în procesul de fabricare a fibrei de carbon este dimensionarea. Acesta este procesul de acoperire a fibrelor pentru a le proteja împotriva deteriorării în timpul țesutului sau înfășurării. Materialele de acoperire lucrează cu adezivul folosit la fabricarea materialelor compozite.
Fibrele acoperite sunt apoi înfășurate manual pe bobine în timpul mini-etapelor finale de realizare a produselor artizanale. În cele din urmă, bobinele se învârt în cadrul mașinii, iar fibrele devin fire.
O călătorie în mai multe etape
După cum puteți vedea, procesul de fabricare a fibrei de carbon este o călătorie atentă și deliberată spre perfecțiunea fibrei de carbon. Un avans bine planificat, calculat și extrem de științific conceput pentru fibra de carbon.
Dacă firma dvs. ar dori niște fibre de carbon fabricate manual la fel de meticulos ca procesul descris mai sus, atunci solicitați astăzi o ofertă gratuită de la SMI Composites.
.