Cijev od ugljičnih vlakana je uobičajena vrsta proizvoda od ugljičnih vlakana, koji se izrađuje miješanjem ugljičnih vlakana i smole kroz kalupljenje, vruće prešanje, namotavanje i druge postupke. Ovaj će članak pružiti jednostavnu analizu procesa za jednu od tehnika.
1. Izrada kalupa za unutarnje jezgre
Kalup s unutarnjom jezgrom treba izraditi u skladu sa zahtjevima kupca za specifikacije cijevi, budući da je namot vlakana podvrgnut sili kompresije, što zahtijeva da njegov oblik sklopa ostane u osnovi nepromijenjen. Stoga, pri odabiru sirovina kalupa za jezgre, treba odabrati metalne materijale dobre krutosti, kao što su čelik i tvrdi aluminij. Čelik ima veću gustoću i tvrdoću od tvrdog aluminija, ali mu je koeficijent toplinske ekspanzije niži nego kod tvrdog aluminija. Proizvodi od ugljikovih nanocijevi visoke učinkovitosti stvrdnjavaju se na visokim temperaturama. Ako se koristi kalup s tvrdom aluminijskom jezgrom, gustoća i mehanička svojstva ugljikovih nanocijevi mogu se poboljšati unutarnjim tlakom stvrdnjavanja koji nastaje toplinskim širenjem tvrdog aluminija. Stoga, u procesu namotavanja visokoučinkovitih ugljikovih nanocijevi, jezgra kalupa treba biti izrađena od metalnog materijala, a materijal je tvrdi aluminij.
Dizajn glave kalupa za jezgru trebao bi po mogućnosti koristiti spljošteni elipsoidni oblik, koji može održati ravnomjerno namatanje tijela cilindra bez nakupljanja i spriječiti pojave "klizanja" i "preko glave". Tijelo cilindra kalupa za jezgru može biti izrađeno jednakog promjera, ali ako je duljina proizvoda duga, s obzirom na točnost obrade alatnog stroja i ograničenja uvjeta vađenja iz kalupa, može biti teško primijeniti tijelo cilindra jednakog promjera. Međutim, ako se usvoji kalup sa suženom jezgrom, ovaj se problem može riješiti. Eksperimentalni rezultati su pokazali da je konus od 1:1500-3500 prikladniji za obradu tijela cilindra kalupa za jezgru. Za duže proizvode, segmentirano spajanje kalupa za jezgru može se razmotriti pri izradi kalupa za jezgru kako bi se osigurala stabilnost veličine proizvoda.
Obično se sredstvo za odvajanje nanosi na površinu folije jezgre prije namotavanja kako bi se olakšalo naknadno vađenje iz kalupa. Međutim, za ugljikove nanocijevi visokih performansi, organska sredstva za odvajanje su sklona prodrijeti u smolu tijekom procesa stvrdnjavanja, uzrokujući nedostatke proizvoda i utječući na performanse proizvoda. Ako se na površinu kalupa za jezgru nanese sloj sredstva za odvajanje koji sadrži fluor, ovaj se nedostatak može ukloniti.
2. Prema specifikacijama, dizajnirajte metodu slaganja vlakana
Najprije odredite debljinu ploče koju želite izraditi, izračunajte potreban broj slojeva prema debljini, a zatim ih složite redoslijedom od 0 stupnjeva, 45 stupnjeva, 90 stupnjeva i -45 stupnjeva , a zatim ih oblikujte.
3. Smotajte sloj vlakana na unutarnji kalup za jezgru i zamotajte ga.
Metode obrade i oblikovanja cijevi od karbonskih vlakana uglavnom uključuju sljedeće tri metode: metodu oblikovanja namotavanjem, koja omotava monofilamente od karbonskih vlakana oko osovina od karbonskih vlakana, posebno pogodne za izradu cilindričnih i šupljih posuda; Metoda ekstruzijskog kalupljenja uključuje potpuno uranjanje ugljičnih vlakana, uklanjanje smole i zraka kroz ekstruziju, a zatim njihovo sušenje i oblikovanje u peći. Ova metoda je jednostavna i prikladna za pripremu šipkastih, cjevastih dijelova, itd.; Metoda vrućeg prešanja u vakuumskoj vrećici uključuje slaganje slojeva na kalup i njihovo prekrivanje filmom otpornim na toplinu, vršenje pritiska na slojeve pomoću mekih džepova i njihovo stvrdnjavanje u spremniku za vruće prešanje.
4. Pecite i stvrdnite, izvadite OPP i izvadite jezgru
Izvadite finalizirani materijal zavojnice iz stroja za namatanje i očvrsnite ga u peći za stvrdnjavanje. Nakon što je cijev stvrdnuta, model jezgre se uklanja kako bi se dobila cijev omotana kompozitnim materijalom, što se također naziva stvrdnjavanje iz kalupa. Tijekom procesa vađenja kalupa, strug ili monter uklanjaju glavu i zatim uklanjaju proizvod, što može oštetiti površinu kalupa za jezgru i utjecati na njegovu ponovnu upotrebu. Ljepilo otporno na visoke temperature može se koristiti za izravnavanje ili zavarivanje i brušenje na mjestu.
5. Odrežite neravne i ravne dijelove na oba kraja, te ih ispolirajte i ispolirajte kroz više postupaka
Preliminarno dovršena cijev od ugljičnih vlakana još treba daljnju obradu. Prvo, u skladu sa specifikacijama gotovog proizvoda, uklanjaju se višak dijelova na oba kraja poluproizvoda kako bi se oblikovala ujednačena i uredna površina rezanja. Zatim se polira i polira profesionalnim strojevima za poliranje i ručnim radom kako bi se dobila glatka i sjajna površina.