SAKAI OVEX er en japansk virksomhed dedikeret til forskning og udvikling af kulfiber-åben fiber (spredning) teknologi og produktproduktion. Allerede omkring 2010 samarbejdede virksomheden med japanske Toho Tennax (nu Teijin) om at udvikle ultralette kulfiberprodukter, som er halvt så lette som de tyndeste kulfiberprodukter efter kulfiberbehandlingen med åben fiber.
Dette papir introducerer først de fremragende egenskaber ved kulfibermaterialer og fokuserer derefter på egenskaberne ved kulfiber-åbenfiberteknologi, såvel som åbenfiber-kulfiber og dets kompositmaterialeydelsesfordele beskrives og til sidst kombineret med SAKAI OVEX Selskabets nuværende carbon fiber open-fiber garn i form af de vigtigste produkter er kort beskrevet.
01, de fremragende egenskaber af kulfiber
Kulfiber er ikke kun let, stærk, korrosionsbestandighed og andre egenskaber, men har også fremragende elektrisk ledningsevne, varmebestandighed, dimensionsstabilitet, kemisk stabilitet.
Mekaniske/dynamiske egenskaber:
Lille vægtfylde (1,7 til 2.0) og lettere end metaller osv.
Højt elasticitetsmodul (200 til 650 GPa) og høj stivhed.
Høj styrke (3000MPa til 7000MPa).
Fremragende vibrationsdæmpning.
Anisotropisk materiale, der tillader passende strukturelt design til formålet.
Termiske egenskaber:
Fremragende varmebestandighed i inert atmosfære.
Lille termisk udvidelseskoefficient og god dimensionsstabilitet.
Har varmeledningsevne.
Elektromagnetiske egenskaber:
Med elektromagnetisk bølgeafskærmning.
God permeabilitet for røntgenstråler.
Kemiske egenskaber: fremragende kemisk resistens.
Elektriske egenskaber: har en vis grad af elektrisk ledningsevne.
02, kulfiber åben fiber teknologi og fordele
Åben fiberteknologi: også kendt som garnspredningsteknologi, det er kulfiberslæbet i en bred vifte af tynde og ensartet spredte for at skabe åben fibergarnteknologi. Kulfiber er et bundt af tusinder til titusindvis af filamenter med et rundt eller let fladt tværsnit. Efter udfoldning spredes tusinder til titusinder af filamenter over hele bredden med et fladt tværsnit. Nedenstående figur viser et tværsnit af indersiden af et kulfiberslæb før og efter spredning.
Stoffer, der bruger carbonfiber åbenfibergarn, har følgende hovedfordele:
Realisering af tyndt lag, reduktion af krympevinkel og forbedring af mekaniske egenskaber
a), ensartet harpiksdispersion på grund af lille krympning
Den følgende figur sammenligner strukturdiagrammerne af laminater, der er behandlet med kulfiberstoffer før og efter kulfiberåbning, hvor venstre side viser strukturdiagrammet før kulfiberåbning, og den harpiksrige del er ujævnt fordelt i laminater ved brug af konventionelle kulfiberstoffer (3K). Og i laminatet lavet af kulfiber åbent fibergarnstof til højre er harpiksen og kulfiberen ensartet spredt, og de mekaniske egenskaber er forbedret.
b) Forbedre ligeheden af kulfibre for at bringe ydeevnen af fibrene til det yderste.
Kulfiberslæb uden åben fiberbehandling er tykkere, overfladen er mere konkav og konveks på grund af fiberslæbets bøjning, styrken reduceres, harpiksimprægneringen er dårlig, og den er let at pille af mellem lagene (som vist). i den følgende venstre figur). Efter behandling med åben fiber er kulfiberslæbet indvendigt tyndt, let, ujævnt nedsat konkavitet og konveksitet, og vævningsvinklen er lille. Den har fremragende harpiksimprægneringsegenskaber og er ikke let at pille af mellem lag, og viser derfor høje fysiske egenskabsværdier såsom træthedsegenskaber (som vist i den højre figur nedenfor). Efter den åbne fiberbehandling er fiberbønnen derfor mindre, og det kan afhjælpe stresskoncentrationen.
c), vil ikke frembringe afskalning mellem lag på grund af tværgående revner.
Laminerede materialer fremstillet af traditionel kulfiber og dets stoffer er tilbøjelige til tværgående revner og delaminering mellem lag (som vist i den venstre figur nedenfor); efter åben-fiber-behandling er laminater, der er fremstillet med carbonfiber-spredningsstoffer, mindre tilbøjelige til tværgående revner og interlaminar afskalning (som vist i den højre figur nedenfor), hvilket resulterer i forbedret udmattelsesstyrke.
Forbedret træk-, bøjnings- og interlaminar forskydningsstyrke af CFRP-laminater ved brug af carbonfiber, åbenvævede stoffer
03, Almindelige kulfiberprodukter med åben fiber
3.1 Kulfiber åbenfibergarn
Efter behandling med åben fiber kan 12K-48K-specifikation PAN-kvalitet kulfibertræk være kontinuerligt åbne fiber til en bredde på 2-40mm, og afhængigt af typen af kulfiber er bredden af åben fiber også anderledes.
Åben fibergarn af kulfiber.
3.2 Kulfiber åbenfiberstof
Kulfiber efter fiberåbning kan bruges til kædestrik, skudstrik og andre stoffer, der danner en tyndere struktur end de tidligere kulfibertekstiler, formbarhed (harpiksimprægnering) og fysiske egenskaber for at forbedre.
Kulfibertekstil før og efter fiberåbning
3.3 Kulfiber åben-fiber prepregs
Afhængigt af anvendelsen kan forskellige typer mellemmaterialer såsom prepreg/semi-preg forarbejdes, og typen af imprægneringsharpiks kan ændres, såsom termohærdende harpiks eller termoplastisk harpiks.
Prepreg: Et basismateriale til CFRP-støbning (Carbon Fiber Reinforced Plastic) fremstillet ved at imprægnere carbonfiber-åbne fibergarner eller åbne fiberstoffer med en termohærdende harpiks eller termoplastisk harpiks. Da den er imprægneret med harpiks, kan den bruges til kortvarig varmpressning.
Semi-imprægneret: Et CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic) støbt basismateriale fremstillet ved at laminere en termoplastisk harpiksfilm på åbent fibergarn eller åbent fiberstof. På grund af dets fleksibilitet er det et materiale med høj formbarhed og kan støbes til CFRTP ved varmpresning.
Oversat med www.DeepL.com/Translator (gratis version)
