Rúrka z uhlíkových vlákien je bežný typ produktu z uhlíkových vlákien, ktorý sa vyrába zmiešaním uhlíkových vlákien a živice lisovaním, lisovaním za tepla, navíjaním a inými procesmi. Tento článok poskytne jednoduchú procesnú analýzu jednej z techník.
1. Výroba foriem na vnútorné jadro
Forma vnútorného jadra by mala byť vyrobená podľa požiadaviek zákazníka na špecifikácie potrubia, pretože navíjanie vlákna je vystavené kompresnej sile, čo si vyžaduje, aby jeho tvar zostavy zostal v podstate nezmenený. Preto by sa pri výbere základných surovín na formovanie mali zvoliť kovové materiály s dobrou tuhosťou, ako je oceľ a tvrdý hliník. Oceľ má vyššiu hustotu a tvrdosť ako tvrdý hliník, ale jej koeficient tepelnej rozťažnosti je nižší ako u tvrdého hliníka. Vysokovýkonné produkty z uhlíkových nanorúriek sa vytvrdzujú pri vysokých teplotách. Ak sa použije forma s tvrdým hliníkovým jadrom, hustota a mechanické vlastnosti uhlíkových nanorúriek sa môžu zlepšiť vytvrdzovacím vnútorným tlakom generovaným tepelnou rozťažnosťou tvrdého hliníka. Preto v procese navíjania vysokovýkonných uhlíkových nanorúriek by jadrová forma mala byť vyrobená z kovového materiálu a materiálom je tvrdý hliník.
Konštrukcia hlavy jadrovej formy by mala prednostne používať sploštený elipsoidný tvar, ktorý môže udržiavať rovnomerné navíjanie telesa valca bez akumulácie a predchádzať javom "sklzu" a "nad hlavou". Telo valca jadrovej formy môže byť vyrobené s rovnakým priemerom, ale ak je dĺžka produktu dlhá, vzhľadom na presnosť spracovania obrábacieho stroja a obmedzenia podmienok demontáže môže byť ťažké použiť telo valca s rovnakým priemerom. Ak sa však použije forma s kužeľovým jadrom, tento problém sa dá vyriešiť. Experimentálne výsledky ukázali, že zúženie 1:1500-3500 je vhodnejšie na spracovanie tela valca jadrovej formy. Pri dlhších výrobkoch je možné pri výrobe jadrovej formy zvážiť segmentované dokovanie jadrovej formy, aby sa zabezpečila stabilita veľkosti výrobku.
Zvyčajne sa na povrch fólie jadra pred navíjaním nanáša separačné činidlo, aby sa uľahčilo následné vyberanie z formy. Avšak pre vysokovýkonné uhlíkové nanorúrky sú organické separačné činidlá náchylné preniknúť do živice počas procesu vytvrdzovania, čo spôsobuje chyby produktu a ovplyvňuje výkonnosť produktu. Ak je na povrchu jadrovej formy nanesená vrstva separačného prostriedku obsahujúceho fluór, je možné tento nedostatok odstrániť.
2. Podľa špecifikácií navrhnite metódu stohovania vlákien
Najprv určte hrúbku dosky, ktorá sa má vyrobiť, vypočítajte požadovaný počet vrstiev podľa hrúbky a potom ich naskladajte v poradí 0 stupeň , 45 stupeň , 90 stupeň a -45 stupeň a potom ich vytvarujte.
3. Naviňte vrstvu vlákien na vnútornú jadrovú formu a zabaľte ju.
Metódy spracovania a tvarovania rúrok z uhlíkových vlákien zahŕňajú najmä tieto tri metódy: metóda tvarovania vinutím, ktorá obaluje monofily z uhlíkových vlákien okolo hriadeľov z uhlíkových vlákien, zvlášť vhodná na výrobu valcových a dutých nádob; Metóda extrúzie zahŕňa úplné ponorenie uhlíkových vlákien, odstránenie živice a vzduchu extrúziou a ich následné vytvrdzovanie a tvarovanie v peci. Táto metóda je jednoduchá a vhodná na prípravu tyčových, rúrkových dielov atď.; Metóda lisovania za horúca vo vákuovom vrecku zahŕňa stohovanie vrstiev na formu a ich zakrytie tepelne odolnou fóliou, pôsobenie tlaku na vrstvy pomocou mäkkých vreciek a ich vytvrdzovanie v lisovacej nádrži za horúca.
4. Pečte a vytvrdnite, odstráňte OPP a odstráňte jadro
Hotový zvitkový materiál vyberte z navíjacieho stroja a stuhnite ho vo vytvrdzovacej peci. Po vytvrdnutí rúry sa model jadra odstráni, aby sa získala rúra obalená kompozitným materiálom, čo sa tiež nazýva vytvrdzovanie z formy. Počas procesu demontáže sústruh alebo montér odstráni hlavu a následne odstráni výrobok, čo môže poškodiť povrch jadrovej formy a ovplyvniť jej opakované použitie. Lepidlo odolné voči vysokej teplote možno použiť na vyrovnanie alebo zváranie a zabrúsenie.
5. Odrežte nerovné a ploché časti na oboch koncoch a vyleštite a vyleštite ich viacerými procesmi
Predbežne dokončená rúrka z uhlíkových vlákien potrebuje ešte ďalšie spracovanie. Po prvé, podľa špecifikácií hotového výrobku sa odstránia prebytočné časti na oboch koncoch polotovaru, aby sa vytvoril rovnomerný a úhľadný povrch rezu. Potom je leštený a leštený profesionálnymi leštiacimi strojmi a ručnou prácou, aby sa vytvoril hladký a lesklý povrch.