Fabricação de produtos de fibra de carbono:pontos de controle de qualidade e mitigação

O processo de fabricação da fibra de carbono é complexo e desafiador. Variáveis ​​de processo como tempo, temperatura, fluxo de gás e composição química precisam ser monitoradas de perto durante cada etapa da produção.

Neste post, informaremos como controlar todo o processo de fabricação a partir de três aspectos:

• Pontos-chave de fabricação de matéria-prima 
• Como fazer boas peças de fibra de carbono , e
• Quais problemas pode ocorrer e como corrigir eles.

Depois de examinar a passagem, você pode monitorar todo o processo de fabricação e saber em quais tipos de detalhes devem ser focados para fazer os melhores produtos de fibra de carbono com alta eficiência .

1. Como fabricar boa matéria-prima?

Para fabricar bons produtos, todos os fabricantes devem escolher boas matérias-primas primeiro e depois focar na tecnologia mais recente . Os parágrafos abaixo lhe darão alguns conselhos.

1.1 Use PAN de alta qualidade

PAN de alta qualidade é o principal pré-requisito para a fabricação de fibra de carbono de alto desempenho.

Fibra precursora com alta purificação , alta força , boa densificação e suave superfície são o principal material para a produção de fibra de carbono de alto desempenho.

A fabricação da fibra de carbono precisa partir do monômero de polimerização da fibra precursora, cuja qualidade determina tanto as propriedades da fibra de carbono quanto o custo de produção.

1. 2 Minimize o conteúdo de impureza

Minimizar o conteúdo de impurezas é uma medida fundamental para melhorar a resistência à tração de fibra de carbono, que também é um tema quente para os pesquisadores. Em certo sentido, o processo de aumento da resistência é essencialmente um processo de redução do teor de impurezas.

1.3 Encurtar o tempo de pré-oxidação

No processo de pré-oxidação, sob a premissa de garantir a homogeneização, o tempo de pré-oxidação deve ser encurtado tanto quanto possível, o que é um problema direcional de redução de custos de produção.

1.4 Tecnologia e equipamentos de alta temperatura

A temperatura de carbonização geralmente está entre 1.300 e 1.800°C , e a temperatura de grafitização geralmente está entre 2.500 e 3.000°C .

Quando o equipamento deve operar continuamente em uma temperatura tão alta, é particularmente importante focar na mais recente tecnologia de alta temperatura, como tecnologia de micro-ondas, tecnologia de plasma e tecnologia de aquecimento por indução sob proteção de gás inerte e condições anaeróbicas.

2. Como fazer peças de fibra de carbono?

Quando se trata de fabricar peças ou produtos de fibra de carbono, os fabricantes geralmente dispõem as fibras de carbono em diferentes direções e em diferentes camadas para formar uma peça.

Em seguida, a fibra de carbono é solidificada sob uma certa pressão e temperatura. Existem geralmente 4 métodos diferentes da seguinte forma:

2.1 Moldagem em pasta

A moldagem em pasta é um manual tradicional para trás método de processamento.

A imersão é aplicada manualmente ao molde e depois curada. A vantagem é que o processo pode fabricar peças complexas facilmente , e é adequado para fabricação de pequenos lotes .

Mas a desvantagem está na baixa eficiência de produção, alta intensidade de trabalho e baixa precisão dimensional.

2,2 HP-RTM

Neste processo, o material de fibra de carbono é colocado em um molde fechado. Em seguida, injete resina no molde para formar um sólido sob vácuo e pressão. Esse processo é chamado de injeção de alta pressão , que é bastante descomplicado e pode economizar custos de equipamentos adicionais com controle por computador .

A injeção de alta pressão com moldagem de alta temperatura pode ser usada para preparar peças estruturais integrais com tamanho grande, estrutura complexa e superfície lisa.

Usando o processo HP-RTM, o consumo de matérias-primas é bastante baixo e a qualidade do produto é estável, o que é adequado para produção em grande escala .

Além disso, a injeção de resina pode reduzir bastante a toxicidade do gás volátil ao corpo humano e ao meio ambiente durante o processo de cura da resina.

2.3 Moldagem úmida

A moldagem úmida é umaalternativa econômica ao processo HP-RTM com processo mais simples e tempos de ciclo mais curtos, que podem ser usados ​​para produzir peças de CFRP possuindo baixa complexidade de três e grande área de superfície, como telhados, portas, capôs, pára-choques Mala, etc.

Suas vantagens são óbvias: a resina é rapidamente revestida em um ambiente aberto, sem fluxo forçado da resina no molde, levando à redução de bolhas .

Além disso, o processo de revestimento da resina e o processo de cura dos componentes podem ser realizados simultaneamente. Como resultado, o ciclo de produção pode ser reduzido para menos de 180 segundos .

3. Quais problemas podem ocorrer e como corrigi-los?

Embora você tenha se preocupado com todas as etapas principais que mencionamos anteriormente, às vezes alguns pequenos problemas ainda ocorrerão. Então precisamos saber quais problemas podem acontecer, para que possamos lidar melhor com eles com soluções.

Quando você encontra acúmulo de resina e falta parcial de material , você deve saber que pode ser causado por uniformidade incorreta para materiais subsidiários ou proporção errada para epóxi .

Às vezes, o design do produto e design de moldes são muito ruins, e você precisa otimizar os produtos ou moldes.

As causas dos problemas são diferentes, então lembre-se de lidar com elas de acordo com situações específicas.

Isso é tudo sobre as questões de controle de qualidade da fibra de carbono, e esperamos que seja útil. Não hesite em deixar seu comentário abaixo se tiver alguma dúvida.

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