ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტების დამუშავების გზამკვლევი
ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტები: დამუშავების გზამკვლევი
ნახშირბადის ბოჭკოების (CF) კომპოზიტების დამუშავება რთული საქმეა, იმის გათვალისწინებით, რომ ინჟინრების უმეტესობა ფიქრობს წარმოებაზე ან დიზაინზე, მოდის ლითონის ნაწილების დიზაინის ფონზე.მას ეწოდა შავი ალუმინი და მისი დიზაინი და დამზადება აღწერილია, როგორც შავი ხელოვნება.მართლა რა არის?
ამ დიზაინის სახელმძღვანელოს მიზანია მიაწოდოს ზოგადი ინფორმაცია და სპეციფიკაციები ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალების შესახებ და ზოგიერთი სახელმძღვანელო მითითებები ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიციებით მსუბუქი მაღალი ხარისხის პროდუქტების დიზაინისთვის.
რატომ ნახშირბადის ბოჭკოვანი
ნახშირბადის ბოჭკოვან კომპოზიტებს აქვთ განსაკუთრებული მექანიკური თვისებები ერთგვაროვან ლითონებთან და პლასტმასთან შედარებით.მასალა არის ძლიერი, ხისტი და მსუბუქი.ეს კომპოზიტები არჩევის მასალაა აპლიკაციებისთვის, სადაც მსუბუქი წონა და უმაღლესი შესრულება უმნიშვნელოვანესია, როგორიცაა კომპონენტები კოსმოსური ხომალდებისთვის, მოიერიშე თვითმფრინავებისთვის და სარბოლო მანქანებისთვის.
რა არის ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტები
კომპოზიტური მასალები მზადდება გამაგრების (ბოჭკოვანი) მატრიცის (ფისოვანი) კომბინაციით და ბოჭკოსა და მატრიცის ეს კომბინაცია უზრუნველყოფს მახასიათებლებს, რომლებიც აღემატება რომელიმე მასალას.კომპოზიტურ მასალაში ბოჭკო ატარებს დატვირთვის უმეტეს ნაწილს და არის მთავარი წვლილი მასალის თვისებებში.ფისი ხელს უწყობს ბოჭკოებს შორის დატვირთვის გადატანას, ხელს უშლის ბოჭკოების დაჭიმვას და აკავშირებს მასალებს ერთმანეთთან.
Რა ღირს?
ისტორიულად, ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტები იყო ძალიან ძვირი, რამაც შემოიფარგლა მისი გამოყენება მხოლოდ სპეციალური აპლიკაციებით.თუმცა, ბოლო ჩვიდმეტი წლის განმავლობაში, რადგან გაიზარდა მოხმარება და გაიზარდა ავტომატიზაცია წარმოების პროცესებში, ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტების ფასი შემცირდა.კომბინირებულმა ეფექტმა შეამცირა მაღალი დონის ალუმინის პროდუქტების საერთო ღირებულება.დღეს, ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტები ეკონომიკურად მომგებიანია ბევრ გამოყენებაში, როგორიცაა სპორტული საქონელი, სასაქონლო ნავები, სატრანსპორტო საშუალებები და მაღალი ხარისხის სამრეწველო მანქანები.
აპლიკაციები
კომპოზიტური მასალები ძალიან მრავალმხრივია.ინჟინერს შეუძლია აირჩიოს ბოჭკოების და ფისების მრავალფეროვნებიდან სასურველი მასალის თვისებების მისაღებად.ასევე, მასალის სისქე და ბოჭკოების ორიენტაცია შეიძლება ოპტიმიზირებული იყოს თითოეული აპლიკაციისთვის.
ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტების უპირატესობებია:
1. მაღალი სპეციფიკური სიხისტე (სიმტკიცე გაყოფილი სიმკვრივეზე)
2. მაღალი სპეციფიკური სიმტკიცე (სიძლიერე გაყოფილი სიმკვრივეზე)
3. თერმული გაფართოების უკიდურესად დაბალი კოეფიციენტი (CTE)
4.რენტგენის გამჭვირვალე (დაბალი მოლეკულური წონის გამო)
რა აპლიკაციებში გამოიყენება ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტები?
ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტების უნიკალური პოზიციონირება მაღალი სპეციფიკური სიმტკიცით, სიმტკიცე და დაბალი CTE უზრუნველყოფს მათ უნიკალურ ადგილს გამოყენების მრავალ სფეროში, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში:
ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტების ტიპიური აპლიკაციები
დიზაინის ინფორმაცია
ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტები განიხილება "დიზაინერის მასალად", რადგან ნაწილები შეიძლება იყოს მორგებული ისე, რომ ჰქონდეთ სიმტკიცე და ან სიმტკიცე იმ მიმართულებებსა და ადგილებზე, რომლებიც აუცილებელია.ეს მიიღწევა მასალების სტრატეგიულად განთავსებით და ბოჭკოების მიმართულების ორიენტირებით, რაც საუკეთესოდ მოერგება მოთხოვნებს.ასევე, დიზაინისა და წარმოების მოქნილობა, რომელსაც სთავაზობენ ნახშირბადის ბოჭკოვან კომპოზიტებს, იძლევა დიზაინის ოპტიმიზაციის შესაძლებლობას, როგორიცაა კონსოლიდაცია და მრავალი მახასიათებლის ჩართვა ადგილზე, რათა კიდევ უფრო შემცირდეს ნაწილების მთლიანი ფასი.
ხელსაწყოები
ფორმები გამოიყენება კომპოზიტური ნაწილების ფორმის დასადგენად.კომპოზიტური ნაწილი აირჩევს ყალიბების ყველა ფორმასა და თვისებას;ამიტომ ნაწილის ხარისხზე დიდ გავლენას ახდენს ფორმის ხარისხი.ფორმები შეიძლება იყოს როგორც მამრობითი, ასევე მდედრობითი სქესის.მდედრობითი სქემები ყველაზე გავრცელებულია და ისინი წარმოქმნიან ნაწილს გლუვი გარე ზედაპირით, ხოლო მამრობითი ფორმა წარმოქმნის გლუვ შიდა ზედაპირს.შესაბამისი ყალიბი (მამაკაცი და მდედრობითი) საჭიროა, თუ ნაწილი კონსოლიდირებულია პრესის გამოყენებით.
ორნაწილიანი ხელსაწყოები, რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ "clamshell"
ყალიბები შეიძლება დამზადდეს კომპოზიტური მასალებით, მეტალით შევსებული ეპოქსიდით ან დამუშავებული ალუმინის ან ფოლადისგან.გამოყენებული ფორმისა და მასალების ტიპი დამოკიდებულია ნაწილის ტიპზე და წარმოების რაოდენობაზე.
Საწარმოო პროცესი
ნახშირბადის ბოჭკოების მოწინავე წარმოება, როგორც წესი, ხორციელდება წინასწარ გაჟღენთილი ნახშირბადის ბოჭკოების გამოყენებით თერმორეზირებული ფისებით.გამოყენებული ორი ძირითადი მეთოდია:
1. ხელის დალაგება
წინასწარ გაჟღენთილი ნაქსოვი მასალების ხელით განლაგება ჯერ კიდევ კომპოზიციური წარმოების ინდუსტრიის დიდი ნაწილია, რომელიც მოითხოვს ადამიანური ძალის უნარებსა და გამოცდილებას ბრტყელი ფენების რთულ ფორმებად ჩამოყალიბებისთვის.მას შეუძლია მაღალი ხარისხის და რთული ნაწილების წარმოება, მაგრამ შეიძლება იყოს ძვირი და ძალიან ცვალებადი პროცესი.
2. ბოჭკოვანი ავტომატური განთავსება (AFP)
მთავარი, რაც გასათვალისწინებელია არის ბოჭკოს სიგანე, რომელსაც იყენებთ და დატკეპნის როლიკერის რადიუსი.
