الاختلافات في العمليات
يتم تصنيع أنابيب ألياف الكربون بشكل عام عن طريق البثق واللف والتدحرج.
هذه العمليات لها مزاياها وعيوبها: صب بولتروسيون من السهل تحقيق استمرارية الألياف، ولكن لا يمكن تحقيق تغييرات تعسفية في زاوية الألياف.
يمكن تصميم عملية اللف وفقًا لقانون لف ظروف إجهاد المنتج، مما يمكن أن يعطي اللعب الكامل لقوة الألياف، وهو أقصى ضمان للخصائص الهيكلية التي يتطلبها الأنبوب، ولكن قدرة التكيف على تشكيل اللف صغيرة، ولا يمكن لفها حول أي شكل هيكلي للمنتج.
تتميز عملية التدحرج بدرجة عالية من الأتمتة الميكانيكية، والأنبوب النهائي أعلى قوة من عملية القذف، ويمكن للمظهر أيضًا أن يصنع نمط نسج 3K، والذي ينطبق على نطاق أوسع، والتكلفة أعلى نسبيًا.
اختيار المواد الخام
يتم تحديد قوة أنابيب ألياف الكربون من خلال مادة ألياف الكربون، كما أن سلسلة مختلفة من خيوط ألياف الكربون في الخواص الميكانيكية وفروق التكلفة كبيرة جدًا أيضًا، وتحدد في النهاية أداء وسعر أنابيب ألياف الكربون.
لا ينبغي تجاهل اختيار الراتينج، والدور الرئيسي للراتنج هو لصق ألياف الكربون معًا، وتوزيع الحمل بين ألياف الكربون، وحماية ألياف الكربون من التأثيرات البيئية، ويجب أن يتبع اختيار مصفوفة الراتينج مبادئ المعالجة السهلة، وقوة الالتصاق القوية، والانكماش المنخفض، والخصائص الميكانيكية الجيدة.
مادة الشياق
تؤثر القوالب الأساسية المصنوعة من مواد مختلفة على دقة السطح وأداء الأنبوب.
يستخدم بعض إنتاج أنابيب ألياف الكربون المنخفضة رمل كحول البولي فينيل والألياف الزجاجية الخشبية ومواد أخرى لصنع قالب قلب متعرج. ومع ذلك، هذه المواد لا يمكنها تحمل درجات حرارة المعالجة التي تزيد عن 150 درجة ومستوى التصنيع خشن للغاية بحيث لا يمكن إنتاج أنابيب ألياف الكربون عالية الجودة.
الفولاذ والدورالومين هما من المواد الأساسية الأكثر استخدامًا. الفولاذ أكثر كثافة وصلابة من الدورالومين، لكن معامل التمدد الحراري الخاص به ليس مرتفعًا مثل الدورالومين. تحتاج أنابيب الكربون عالية الأداء إلى المعالجة في درجات حرارة عالية، ويمكن معالجة أنظمة راتنج الإيبوكسي حتى 170 درجة. يعد ضغط المعالجة الداخلي الناتج عن التمدد الحراري للدورالومين طريقة جيدة لتحسين كثافة وخصائص أنابيب الكربون.
النقاط الفنية لعملية إزالة القالب
من أجل تسهيل عملية التشكيل، عادة ما يتم تطبيق عامل التحرير على سطح الشياق قبل اللف. ومع ذلك، في صناعة أنابيب ألياف الكربون عالية الأداء، تكون عوامل الإطلاق ذات الأساس العضوي عرضة لاختراق الراتنج أثناء عملية المعالجة، مما يتسبب في تلف الأنابيب النهائية والتأثير على أدائها.
لتجنب ذلك، يمكن أن يؤدي اختيار عامل إطلاق يحتوي على الفلور إلى تقليل العيوب بشكل فعال.
يجب استخدام المغزل بشكل متكرر، إذا استخدمت الدوران أو المشبك لإزالة الرأس أثناء إزالة القالب، فسيؤدي ذلك إلى إتلاف سطح المغزل.
يجب عليك استخدام مادة لاصقة عالية الحرارة لربط الجرح أو استخدام اللحام، ثم الطحن في مكانه، وإلا فسوف يؤثر ذلك بشكل مباشر على جودة منتجات الدفعة التالية من أنابيب ألياف الكربون.
تتمتع أنابيب ألياف الكربون بمزايا أداء أكثر من الأنابيب المعدنية التقليدية، مثل القوة العالية، ومقاومة التآكل، ومعامل التمدد الحراري الصغير، ومقاومة الزحف، والتشحيم الذاتي، ومقاومة التعب، وعمر الخدمة الطويل، ولكن أيضًا امتصاص الطاقة والزلازل، الأكثر أهمية هي كثافة ذات جودة صغيرة وخفيفة الوزن، ويمكن أن تكون هي نفسها من تخفيض وزن الأنابيب الفولاذية بأكثر من 80٪.
ولكن من تطبيق الوضع، يمكن لأنابيب ألياف الكربون أن تعكس حقًا مزايا الأداء المذكورة أعلاه، أو من خلال الإنتاج الفعلي للعديد من العوامل التقنية.
