Produção de fibra de carbono e peças de fibra de carbono:quais são os princípios básicos?

Os fabricantes desejam produtos leves e de alta resistência. As empresas de elite aproveitam as fibras de carbono e seu processo simples.

É hora de considerar as peças de fibra de carbono em sua fabricação?

As indústrias aeroespacial e médica estão mudando peças para a produção de fibra de carbono. Portanto, para aprender mais sobre o processo e como ele pode funcionar para o seu produto, continue lendo.

3 partes da produção de fibra de carbono

A primeira parte é o processo pré-impregnado, que envolve a fabricação de folhas de fibra de carbono. As fibras de carbono são tecidas em fios uniformes. Em seguida, aquecidos juntos criando folhas pré-impregnadas.

Depois disso, a fabricação é a próxima. A matéria-prima, como a resina epóxi, forma um composto pré-fabricado. Isso inclui a mistura e aplicação de resinas de cura unidirecional.

O produto está pronto depois de curado por polimerização em alta temperatura.

O processo final é o processamento pós-gravidez. Portanto, isso requer mais resina adicionada ao composto pré-fabricado e curado.

As peças personalizadas de fibra de carbono são leves. Eles são fortes o suficiente para suportar cargas vivas de 600 libras por polegada quadrada sem falhar. Outros benefícios do uso de fibras de carbono incluem:

• Alta resistência à tração em comparação com a relação de peso
• Alta resistência à fadiga
• Uma taxa de expansão térmica baixa
• Melhor relação entre rigidez e peso

Classificação de fibras de carbono

O módulo de tração mede quanta força de tração uma fibra de determinado diâmetro pode exercer sem quebrar. A unidade para o módulo de tração é psi. A fibra de carbono mais forte é cerca de cinco vezes mais forte que o aço.

As fibras de grafite são fibras de módulo ultra-alto feitas de petróleo. Portanto, essas fibras têm uma estrutura interna como um cristal tridimensional.

Os plásticos são moldados em longos fios. Eles são aquecidos a uma temperatura muito alta sem permitir que toquem no oxigênio. As fibras não podem queimar sem oxigênio.

Em vez disso, a alta temperatura faz com que os átomos da fibra tremam. Portanto, a maioria dos átomos que não são de carbono se desloca.

O processo de fabricação

Partes de fibra de carbono são formadas a partir de poliacrilonitrila ou rayon e, às vezes, de petróleo. Eles são feitos de uma mistura proprietária de longas cadeias de moléculas que vêm de átomos de carbono.

Por exemplo, aqui estão as principais etapas do processo.

Fiação de fibra

• O plástico de acrilonitrila se mistura com outro tipo de plástico para formar a poliacrilonitrila. Isso ocorre em um processo denominado suspensão ou polimerização em solução.
• O plástico se transforma em fibras. Produtos químicos bombeiam as fibras em um banho químico para se tornarem fibras sólidas. Ou misturar plástico e produtos químicos aquecidos até que evaporem.
• Depois de lavar e esticar, as fibras ficam mais finas. As moléculas se alinham, aquecem e se tornam fortes.

Estabilização

• Fazer fibras carbonizadas requer alterações químicas. As fibras aquecem ao ar a cerca de 390-590 ° F (200-300 ° C) durante 30-120 minutos. As fibras captam oxigênio do ar e seu padrão de ligação muda.
• O processo de estabilização pode usar uma variedade de técnicas. Em alguns casos, as fibras passam por câmaras aquecidas. Ou as fibras passam por rolos quentes e por materiais mantidos em suspensão por ar quente. Consequentemente, alguns usam ar aquecido misturado com produtos químicos para acelerar a estabilização.

Carbonização

• Então, as fibras estáveis ​​aquecem a 1.830-5.500 ° F. Isso ocorre por vários minutos em uma fornalha que não tem oxigênio para as fibras da queima.
• Então, as fibras aquecidas perdem átomos. Isso inclui vapor de água, amônia, monóxido de carbono e dióxido de carbono. Como resultado, os átomos restantes formam cristais de carbono fortemente unidos. Eles se alinham paralelamente ao longo eixo da fibra.

Oxidação da superfície

• Após a carbonização, a superfície das fibras se oxida, preparando-se para ligações melhores.
• A oxidação requer a imersão das fibras no ar, dióxido de carbono ou ozônio. Por outro lado, outras soluções incluem hipoclorito de sódio e ácido nítrico. Um processo eletrolítico reveste as fibras.

Dimensionamento da fibra

• Após a oxidação, as fibras são revestidas para proteção durante a tecelagem. Os materiais de dimensionamento trabalham com o adesivo para formar materiais compostos. Por exemplo, os materiais de revestimento incluem epóxi, poliéster, náilon e uretano.
• Enroladas em bobinas, as fibras se entrelaçam para fazer fios de tamanhos diferentes.

Equipamento de produção de fibra de carbono

Poucas empresas entram na produção de fibra de carbono ou seus equipamentos. Para esclarecer, eles preferem terceirizar seus produtos de fibra de carbono para empresas experientes como a SMI Composites.

Acima de tudo, a SMI Composites sabe fazer peças de fibra de carbono de alta qualidade. Então, ligue para nós hoje para saber como podemos fazer suas peças personalizadas de fibra de carbono.