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炭素繊維 炭素含有量が95％以上の繊維材料です。優れた機械的、化学的、電気的、その他の優れた特性を備えています。それは「新しい材料の王」であり、軍事および民間の発展に欠けている戦略的資料です。 「ブラックゴールド」として知られています。

炭素繊維の生産ラインは次のとおりです。

細長い炭素繊維はどのように作られていますか？

炭素繊維生産プロセス技術はこれまでに発展し、成熟しています。炭素繊維複合材料の継続的な発達により、あらゆる寿命、特に航空、自動車、鉄道、風力発電刃などの強力な成長と、炭素繊維産業の開発によりますます好まれています。見込み客はさらに広いです。

炭素繊維産業チェーンは、上流と下流に分割できます。上流は通常、炭素繊維固有の材料の生産を指します。下流は通常、炭素繊維アプリケーションコンポーネントの生産を指します。上流と下流の間の企業は、それらを炭素繊維生産プロセスの機器プロバイダーと考えることができます。図に示されているように：

生シルクからカーボンファイバー産業チェーンの上流の炭素繊維までのプロセス全体は、酸化炉、炭化炉、グラフィット化炉、表面処理、サイジングなどのプロセスを通過する必要があります。繊維構造は炭素繊維によって支配されています。

炭素繊維産業チェーンの上流は石油化学産業に属し、アクリロニトリルは主に原油の精製、亀裂、アンモニア酸化などを通じて得られます。ポリアクリロニトリル前駆細胞繊維、炭素繊維は、前駆繊維の酸化と炭化によって得られ、炭素繊維複合材料は、炭素繊維と高品質の樹脂を処理してアプリケーション要件を満たすことによって得られます。

炭素繊維の生産プロセスには、主に描画、起草、安定化、炭化、グラフィット化が含まれます。図に示されているように：

描画：これは、炭素繊維の生産プロセスの最初のステップです。主に原材料を繊維に分離します。これは物理的な変化です。このプロセス中に、回転液と凝固液の間の物質移動と熱伝達、そして最後にパン沈殿。フィラメントはゲル構造を形成します。

起草：配向繊維のストレッチ効果と組み合わせて動作するには、100〜300度の温度が必要です。また、PAN繊維の高弾性率、高強化、高密度化、洗練の重要なステップでもあります。

安定性：熱可塑性パン線形高分子鎖は、400度での加熱と酸化方法により、高温で非溶融および非骨lum剤であり、繊維形状を維持し、熱力学が安定した状態であるように、非塑性耐熱性台形構造に変換されます。

炭化：1,000〜2,000度の温度でPANの非炭素元素を駆動し、最終的に炭素含有量が90％を超えるターボストラチックグラファイト構造で炭素繊維を生成する必要があります。

炭素繊維ファブリック

グラフィット化：アモルファスおよびターボストラチック炭化材料を3次元グラファイト構造に変換するには、2,000〜3,000度の温度が必要です。これは、炭素繊維の弾性率を改善するための主な技術的尺度です。

生シルクの生産プロセスから完成品までの炭素繊維の詳細なプロセスは、パン生シルクが以前の生シルク生産プロセスによって生産されることです。ワイヤーフィーダーの湿った熱で描画前に描画した後、描画機によって酸化前の炉に連続的に伝達されます。酸化前炉群の異なる勾配温度で焼いた後、酸化繊維、つまり酸化前の繊維が形成されます。事前に酸化された繊維は、中程度の温度および高温炭化炉を通過した後、炭素繊維に形成されます。次に、炭素繊維は、最終的な表面処理、サイジング、乾燥、およびその他のプロセスを炭素繊維製品を取得します。 。連続的なワイヤ給餌と正確な制御のプロセス全体が、あらゆるプロセスの少しの問題は、安定した生産と最終炭素繊維製品の品質に影響します。炭素繊維の生産には、長いプロセスフロー、多くの技術的なキーポイント、および高い生産障壁があります。複数の分野と技術の統合です。

上記はカーボンファイバーの製造です。カーボンファイバーファブリックの使用方法を見てみましょう！

炭素繊維布製品の処理

1。切断

プリプレグは、マイナス18度のコールドストレージから取り出されます。目覚めた後、最初のステップは、自動切断機の材料図に従って材料を正確に切断することです。

2。舗装

2番目のステップは、敷設ツールにPrepregを置き、設計要件に応じて異なる層を敷設することです。すべてのプロセスは、レーザーポジショニングの下で​​実行されます。

3。形成

自動化されたハンドリングロボットを介して、プリフォームは圧縮成形のために成形機に送られます。

4。切断

形成後、ワークピースはカッティングロボットワークステーションに送信され、ワー​​クピースの寸法精度を確保するために、切断とburringの4番目のステップがあります。このプロセスは、CNCでも操作できます。

5。クリーニング

5番目のステップは、クリーニングステーションでドライアイスクリーニングを行い、リリース剤を除去することです。これは、その後の接着剤コーティングプロセスに便利です。

6。接着剤

6番目のステップは、接着ロボットステーションに構造接着剤を適用することです。接着位置、接着速度、接着剤の出力はすべて正確に調整されます。金属部品との接続の一部はリベットで済み、リベットステーションで実行されます。

7。アセンブリ検査

接着剤が適用されると、内側と外側のパネルが組み立てられます。接着剤が硬化した後、青色光検出が実行され、キーホール、ポイント、ライン、および表面の寸法精度が確保されます。

炭素繊維の処理はより困難です

炭素繊維には、炭素材料の強力な引張強度と繊維の柔らかい加工性の両方があります。炭素繊維は、優れた機械的特性を持つ新しい材料です。炭素繊維と私たちの一般的な鋼を例にとって、炭素繊維の強度は約400〜800 MPaであり、通常の鋼の強度は200〜500 MPaです。靭性を見ると、炭素繊維と鋼は基本的に似ており、明らかな違いはありません。

炭素繊維の強度が高く、重量が軽いため、炭素繊維は新しい材料の王と呼ばれます。この利点のため、炭素繊維強化複合材料（CFRP）の処理中、マトリックスと繊維は複雑な内部相互作用を持ち、その物理的特性を金属の物理的特性とは異なります。 CFRPの密度は金属の密度よりもはるかに小さく、強度はほとんどの金属よりも大きくなっています。 CFRPの不均一性のために、処理中に繊維の引き抜きまたはマトリックスファイバーの分離が発生することがよくあります。 CFRPは耐熱性が高く、耐性があり、処理中に機器により厳しいものになります。そのため、生産プロセスで大量の切断熱が生成されます。これは、機器の摩耗により深刻です。

同時に、アプリケーションフィールドの継続的な拡大により、要件はますます繊細になりつつあり、材料の適用性とCFRPの品質要件の要件はますます厳しくなり、処理コストが上昇します。

カーボンファイバーボードの処理

炭素繊維ボードが硬化して形成された後、正確な要件やアセンブリのニーズには、切断や掘削などの後処理が必要です。プロセスパラメータの切断や深さの切断などの同じ条件では、さまざまな材料、サイズ、形状のツールとドリルを選択すると、非常に異なる効果があります。同時に、ツールやドリルの強度、方向、時間、温度などの要因も処理結果に影響します。

後処理プロセスでは、ダイヤモンドコーティングと固体炭化物ドリルビットを備えた鋭いツールを選択してみてください。ツールの耐摩耗性とドリルビット自体は、処理の品質とツールのサービス寿命を決定します。ツールとドリルのビットが十分にシャープでないか、不適切に使用されていない場合、摩耗や裂傷を加速し、製品の処理コストを増加させるだけでなく、プレートの形状とサイズ、およびプレートの穴と溝の寸法の安定性に影響を与えます。材料の層状の引き裂きを引き起こすか、さらには崩壊をブロックし、ボード全体の廃棄を引き起こします。

掘削するときカーボンファイバーシート、速度が速いほど、効果が良くなります。ドリルビットの選択では、PCD8フェイスエッジドリルビットのユニークなドリルチップデザインは、カーボンファイバーシートに適しており、カーボンファイバーシートに浸透し、剥離のリスクを減らすことができます。

厚いカーボンファイバーシートを切断するときは、左右のらせんエッジデザインを備えた両刃の圧縮ミリングカッターを使用することをお勧めします。この鋭い最先端には、切断中にツールの軸方向の力のバランスをとるための上部と下のらせんの両方のヘリカルのヒントがあります。 、結果として得られる切断力が材料の内側に向けられ、安定した切断条件を取得し、材料の剥離の発生を抑制するようにします。 「パイナップルエッジ」ルーターのダイヤモンド型の上部と下部のエッジの設計も、カーボンファイバーシートを効果的にカットすることもできます。その深いチップフルートは、炭素繊維の損傷を避けるために、切断プロセス中にチップの放電を介して多くの切断熱を取り除くことができます。シートプロパティ。

01連続長繊維

製品機能：炭素繊維製造業者の最も一般的な製品形式であるバンドルは、数千のモノフィレメントで構成されており、ねじれた方法に従って3つのタイプに分割されます。NT（ツイストされない、引き継がれていない）、UT（TTまたはST（ねじれ、ねじれ）、NTが最も一般的に使用されるカーボンファイバーです。

メインアプリケーション：主に、CFRP、CFRTP、C/C複合材料などの複合材料に使用され、用途フィールドには、航空機/航空宇宙機器、スポーツ用品、産業機器部品が含まれます。

02ステープル繊維糸

製品機能：短い繊維糸は、汎用ピッチベースの炭素繊維などの短い炭素繊維から紡がれた短い糸で、通常、短い繊維の形の製品です。

主な用途：熱絶縁材料、抗摩擦材料、C/C複合部品など。

03カーボンファイバーファブリック

製品機能：連続した炭素繊維または炭素繊維紡績糸でできています。織り方式によれば、炭素繊維布は織物、編み物、織り物の生地に分けることができます。現在、炭素繊維生地は通常、織物布です。

メインアプリケーション：主にCFRP、CFRTP、またはC/C複合材料などの複合材料で使用される連続炭素繊維と同じ、および散水フィールドには、航空機/航空宇宙機器、スポーツ用品、産業機器部品が含まれます。

04カーボンファイバー編組ベルト

製品機能：一種の炭素繊維ファブリックに属します。これは、連続炭素繊維または炭素繊維紡績糸にも織り込まれています。

主な用途：主に樹脂ベースの強化材料、特に管状製品の生産と加工に使用されます。

05刻んだ炭素繊維

製品機能：炭素繊維紡績糸の概念とは異なり、通常、刻んだ処理により連続炭素繊維から調製され、繊維の刻んだ長さは顧客のニーズに応じて切断できます。

主な用途：通常、プラスチック、樹脂、セメントなどの混合物として使用され、マトリックスに混合することにより、機械的特性、耐摩耗性、電気伝導率、耐熱性を改善することができます。近年、3D印刷炭素繊維複合材料の補強繊維は、ほとんど刻まれた炭素繊維です。主要。

06粉砕炭素繊維

製品機能：炭素繊維は脆性材料であるため、粉砕後、つまり粉砕炭素繊維を粉砕した後、粉末炭素繊維材料に調製できます。

メインアプリケーション：刻んだ炭素繊維に似ていますが、セメント補強にはめったに使用されません。通常、プラスチック、樹脂、ゴムなどの化合物として使用され、機械的特性、耐摩耗性、電気伝導率、およびマトリックスの耐熱性を改善します。

07カーボンファイバーマット

製品機能：メインフォームは感じられるかマットです。まず、短い繊維は機械的なカードやその他の方法で階層化され、次に針パンチによって調製されます。炭素繊維不織布としても知られており、一種の炭素繊維織物に属します。主な用途：熱絶縁材料、成形断熱材材料基質、熱耐性保護層、耐食性層基板など。

08カーボンファイバー用紙

製品機能：乾燥または濡れた紙のプロセスによって炭素繊維から調製されます。

主な用途：抗静止プレート、電極、スピーカーコーン、加熱プレート。近年のホットアプリケーションは、新しいエネルギー車両バッテリーカソード材料などです。

09カーボンファイバープリプレグ

製品機能：優れた機械的特性を持ち、広く使用されている炭素繊維含浸熱溶着樹脂で作られた半硬化中間材料。炭素繊維プリプレグの幅は、処理装置のサイズに依存し、一般的な仕様には300mm、600mm、および1000mmの幅Prepreg材料が含まれます。

メインアプリケーション：航空機/航空宇宙機器、スポーツ用品、産業機器など。

010カーボンファイバー複合材料

製品機能：炭素繊維と混合された熱可塑性または熱硬化樹脂樹脂で作られた射出成形材料を、さまざまな添加物と刻んだ繊維で加えてから、複合プロセスを受けます。

メインアプリケーション：材料の優れた電気伝導率、高い剛性、軽量の利点に依存して、主に機器のケーシングやその他の製品で使用されています。

また、生産しますグラスファイバーダイレクトロービング,グラスファイバーマット、 グラスファイバーメッシュ、 そしてグラスファイバーが織るロービング.

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