1. Pregled tehnologije tkanja i namotavanja
Tkanje i namotavanje dvije su glavne metode za preradu pređe ugljičnih vlakana. Oni mogu transformirati materijale vlakana u predformacije sa specifičnim oblicima i funkcijama. Tehnologija tkanja prikladna je za proizvodnju dijelova složenih oblika pomoću vlakana koji su poprečno tkali kako bi se formirala dvodimenzionalna ili trodimenzionalna struktura; Iako je tehnologija vijuganja namotavanje vlakana na rudnici duž određene staze, koja se često koristi za proizvodnju osmisimetričnih dijelova poput cijevi i tlačnih posuda.
Za Nova pređa ugljičnih vlakana otporna na oksidaciju za primjene visoke temperature , primjena tehnologije tkanja i vijuganja ne samo da treba ispunjavati zahtjeve za obradu tradicionalnih ugljičnih vlakana, već također treba prevladati dodatne izazove koje donose antioksidacijske prevlake. Iako antioksidativni premazi poboljšavaju visoke temperaturne performanse materijala, oni također mogu utjecati na fleksibilnost i performanse prerade vlakana, tako da je tijekom tkanja i namotavanja potrebna sofisticiranija kontrola procesa.
2. Proces tkanja antioksidacijskih pređe ugljičnih vlakana
Tkanje je proces vlakana koji se kreću u poprečnosti prema određenom obrascu za formiranje mrežice.
(1) Pretrada vlakana
Prije tkanja, pređe antioksidacijskih ugljičnih vlakana obično se trebaju prethodno obraditi kako bi se osigurala čvrstoća veza između njegovog površinskog premaza i matrice vlakana. Metode prethodne obrade uključuju homogenizaciju čišćenja površine i oblaganje itd., S ciljem smanjenja loma vlakana ili degradacije performansi uzrokovanih neravnim premazom tijekom tkanja.
(2) Postavljanje opreme za tkanje i parametra procesa
Anti-oksidacijske pređe ugljičnih vlakana obično se tkaju pomoću automatiziranih strojeva za tkanje, a oprema mora imati funkcije regulacije i regulacije brzine visoke preciznosti. Zbog prisutnosti antioksidacijskog premaza, krhkost vlakana može se povećati, tako da se napetost i brzina treba strogo kontrolirati tijekom procesa tkanja kako bi se izbjeglo lom vlakana. Pored toga, parametri poput kuta tkanja i gustoće vlakana također se moraju optimizirati u skladu sa zahtjevima za izvedbu konačne komponente.
(3) tkanje komponenti složenih oblika
U aplikacijama s visokim temperaturama, mnoge komponente (poput turbinskih lopatica i toplinskih štitnika) imaju složene geometrijske oblike, što postavlja veće zahtjeve za tehnologijom tkanja. Kroz trodimenzionalnu tehnologiju tkanja, pređe protiv oksidacije ugljičnih vlakana mogu se utkati u predformacije koje su blizu oblika konačne komponente. Ova tehnologija ne samo da može poboljšati iskorištenost materijala, već i smanjiti sljedeće korake obrade i smanjiti troškove proizvodnje.
(4) kontrola kvalitete tijekom tkanja
Tijekom procesa tkanja, praćenje napetosti vlakana u stvarnom vremenu, kut tkanja i integritet premaza ključ je za osiguravanje kvalitete predformi. Uvođenjem inteligentnog sustava praćenja, problemi koji se događaju tijekom procesa tkanja mogu se pravodobno otkriti i ispraviti, poboljšavajući tako brzinu prinosa.
3.
Tehnologija namota je metoda obrade u kojoj su vlakna namotana oko mandata duž određenog puta kako bi se stvorila osiimetrična komponenta.
(1) Dizajn i priprema Mandrela
Mandrel je ključni alat u procesu namotavanja, a njegov oblik i veličina izravno određuju geometrijske karakteristike konačne komponente. Za složene komponente u aplikacijama s visokim temperaturama, Mandrel je obično izrađen od materijala otpornih na visoke temperature (poput keramike ili grafita) i precizno je obrađen kako bi se osigurala točnost dimenzije.
(2) Planiranje staza namota
Dizajn staze za namotavanje mora razmotriti mehanička svojstva komponente i karakteristike pređe antioksidacijskih ugljičnih vlakana. Kroz računalno dizajnirani (CAD) i simulacijska tehnologija, namotani put može se optimizirati kako bi se osigurala ujednačena raspodjela vlakana u komponenti i optimalne performanse.
(3) Oprema za navijanje i kontrola procesa
Pređe protiv oksidacije ugljičnih vlakana obično se rani pomoću CNC stroj za namotavanje, a oprema mora imati funkcije regulacije i temperature visokog preciznog napetosti. Zbog prisutnosti antioksidacijskog premaza, tijekom procesa namotanja potrebno je izbjeći prekomjernu napetost ili temperaturu kako bi se spriječilo lom vlakana ili prolijevanje premaza. Parametri poput brzine namota i razmaka vlakana također se moraju precizno kontrolirati u skladu sa zahtjevima za izvedbu komponente.
(4) Očvršćivanje i nakon obrade
Nakon namota, predformu se obično treba izliječiti kako bi se u potpunosti kombinirala vlakna s matričnim materijalom (poput smole ili keramike). Za pređu ugljičnih vlakana otpornih na oksidaciju u primjenama visokih temperatura, postupak stvrdnjavanja treba provesti u uvjetima visoke temperature kako bi se osiguralo antioksidacijska svojstva materijala i stabilnost visoke temperature. Nakon izliječenja, komponentu se također mora testirati na površinu i testirati kvalitetu kako bi se osiguralo da ispunjava zahtjeve za uporabu.
Prethodno
