1. Prehľad technológie tkania a vinutia
Tkanie a vinutie sú dve hlavné metódy na spracovanie priadzí z uhlíkových vlákien. Môžu transformovať vláknité materiály na preformy špecifickými tvarmi a funkciami. Technológia tkania je vhodná na výrobu častí s komplexnými tvarmi krížovými vláknami za vzniku dvojrozmernej alebo trojrozmernej štruktúry; Zatiaľ čo technológia vinutia je navíjať vlákna na tŕň pozdĺž špecifickej cesty, ktorá sa často používa na výrobu axisymetrických častí, ako sú potrubia a tlakové nádoby.
Pre Nová priadza z uhlíkových vlákien rezistentných na oxidáciu pre aplikácie s vysokou teplotou , Aplikácia technológie tkania a vinutia musí nielen spĺňať požiadavky na spracovanie tradičných uhlíkových vlákien, ale musí tiež prekonať ďalšie výzvy, ktoré spôsobujú antioxidačné povlaky. Aj keď antioxidačné povlaky zlepšujú vysokoteplotný výkon materiálov, môžu tiež ovplyvniť flexibilitu a výkonnosť vlákien, takže počas tkania a vinutia je potrebná sofistikovanejšia kontrola procesu.
2. Proces tkania antioxidačných priadze z uhlíkových vlákien
Tkanie je proces krížových vlákien podľa určitého vzoru, aby vytvoril štruktúru ôk.
(1) Predbežné ošetrenie vlákien
Pred tkaním priadze antioxidačné priadze z uhlíkových vlákien musia byť zvyčajne vopred ošetrené, aby sa zabezpečila pevnosť viazania medzi povrchovým povlakom a matricou vlákniny. Metódy predúpravy zahŕňajú povrchové čistenie a poťahovanie homogenizácie atď., S cieľom znížiť rozbitie vlákien alebo degradáciu výkonu spôsobené nerovnomerným povlakom počas tkania.
(2) Nastavenie tkania zariadení a parametrov procesu
Antioxidácia priadze z uhlíkových vlákien sa zvyčajne tkajú pomocou automatizovaných tkaných strojov a zariadenie musí mať funkcie regulácie napätia a regulácie rýchlosti s vysokým presným. V dôsledku prítomnosti antioxidačného povlaku sa môže zvýšiť krehkosť vlákna, takže napätie a rýchlosť je potrebné počas procesu tkania prísne kontrolovať, aby sa zabránilo rozbitiu vlákien. Okrem toho sa musia optimalizovať aj parametre, ako je napríklad tkanie uhla a hustota vlákien podľa výkonnostných požiadaviek konečnej komponentu.
(3) Tkanie komplexných komponentov v tvare komplexu
V aplikáciách s vysokou teplotou má mnoho komponentov (ako sú lopatky turbíny a tepelné štíty) zložité geometrické tvary, čo kladie vyššie požiadavky na tkanie technológie. Prostredníctvom trojrozmernej technológie tkania môžu byť priadze z uhlíkových vlákien proti oxidácii prepletené do preformy, ktoré sú blízko tvaru konečnej zložky. Táto technológia môže nielen zlepšiť využitie materiálu, ale tiež znížiť následné kroky spracovania a znížiť výrobné náklady.
(4) Kontrola kvality počas tkania
Počas tkania je kľúčom k zabezpečeniu kvality preformulovania v reálnom čase monitorovanie napätia vlákien, tkania uhla a integrity potiahnutia. Zavedením inteligentného monitorovacieho systému je možné objaviť a opraviť problémy, ktoré sa vyskytujú počas procesu tkania, včas, čím sa zlepší rýchlosť výnosu.
3. Proces vinutia antioxidačnej priadze z uhlíkových vlákien
Technológia vinutia je metóda spracovania, pri ktorej sú vlákna navinuté okolo tŕňa pozdĺž špecifickej cesty, aby sa vytvorila osymetrická zložka.
(1) Návrh a príprava tŕňa
Trmrel je kľúčovým nástrojom v procese vinutia a jeho tvar a veľkosť priamo určujú geometrické charakteristiky konečného komponentu. V prípade komplexných komponentov vo vysokoteplotných aplikáciách sa tŕň zvyčajne vyrába z materiálov odolných voči vysokej teplote (ako je keramika alebo grafit) a je presný opracovaný, aby sa zabezpečila rozmerová presnosť.
(2) plánovanie vinutia cesty
Návrh vinutia cesty musí brať do úvahy mechanické vlastnosti komponentu a charakteristiky priadze antioxidačných uhlíkových vlákien. Prostredníctvom počítačového dizajnu (CAD) a simulačnej technológie možno vinutie cesty optimalizovať, aby sa zabezpečilo rovnomerné rozdelenie vlákien v komponente a optimálnom výkone.
(3) vinutie zariadení a riadenia procesu
Priadza z uhlíkových vlákien proti oxidácii sa zvyčajne naviaže pomocou CNC vinutia a zariadenia musí mať funkcie regulácie vysoko presného napätia a regulácie teploty. V dôsledku prítomnosti antioxidačného povlaku sa musí počas procesu vinutia vyhnúť nadmernému napätiu alebo teplote, aby sa zabránilo rozbitiu vlákien alebo odlupovania povlaku. Parametre, ako je rýchlosť vinutia a rozstup vlákien, je potrebné presne kontrolovať podľa výkonnostných požiadaviek komponentu.
(4) vytvrdzovanie a následné spracovanie
Po vinutí je potrebné predformovať preformu, aby sa vlákno úplne spojilo s matricovým materiálom (ako je živica alebo keramika). Na oxidáciu odolné voči priadze z uhlíkových vlákien vo vysokoteplotných aplikáciách sa musí proces vytvrdzovania vykonávať za podmienok vysokej teploty, aby sa zabezpečilo antioxidačné vlastnosti materiálu a vysokú teplotu stability. Po vytvrdzovaní musí byť komponent tiež ošetrená a testovaná kvalita, aby sa zabezpečilo, že spĺňa požiadavky na použitie.
Predchádzajúce
