Cijev od karbonskih vlakana uobičajena je vrsta proizvoda od karbonskih vlakana, koja se proizvodi spajanjem karbonskih vlakana i smole kroz kalupljenje, vruće prešanje, namotavanje i druge procese. Ovaj članak će pružiti jednostavnu analizu procesa za jednu od tehnika.
1. Izrada kalupa za unutrašnje jezgro
Kalup unutrašnjeg jezgra treba da bude napravljen u skladu sa zahtevima kupca za specifikacije cevi, pošto je namotaj vlakana podvrgnut sili kompresije, što zahteva da njegov montažni oblik ostane u osnovi nepromenjen. Stoga, pri odabiru sirovina za kalupe za jezgro, treba odabrati metalne materijale dobre krutosti, kao što su čelik i tvrdi aluminij. Čelik ima veću gustoću i tvrdoću od tvrdog aluminija, ali je njegov koeficijent toplinskog širenja niži od tvrdog aluminija. Proizvodi od ugljičnih nanocijevi visokih performansi očvršćavaju se na visokim temperaturama. Ako se koristi kalup s tvrdom aluminijskom jezgrom, gustoća i mehanička svojstva ugljičnih nanocijevi mogu se poboljšati unutarnjim pritiskom očvršćavanja koji nastaje toplinskim širenjem tvrdog aluminija. Stoga, u procesu namotavanja ugljikovih nanocijevi visokih performansi, kalup za jezgro bi trebao biti izrađen od metalnog materijala, a materijal je tvrdi aluminij.
U dizajnu glave kalupa jezgre poželjno je koristiti spljošteni elipsoidni oblik, koji može održati ravnomjerno namotavanje tijela cilindra bez nakupljanja i spriječiti pojave "klizanja" i "overhead". Tijelo cilindra kalupa za jezgro može se napraviti jednakog promjera, ali ako je dužina proizvoda duga, s obzirom na tačnost obrade alatne mašine i ograničenja uslova vađenja iz kalupa, može biti teško primijeniti tijelo cilindra jednakog promjera. Međutim, ako se usvoji kalup sa suženim jezgrom, ovaj problem se može riješiti. Eksperimentalni rezultati su pokazali da je konus od 1:1500-3500 pogodniji za obradu tijela cilindra kalupa za jezgro. Za duže proizvode, segmentirano spajanje kalupa za jezgro može se uzeti u obzir prilikom izrade kalupa za jezgro kako bi se osigurala stabilnost veličine proizvoda.
Obično se sredstvo za odvajanje nanosi na površinu filma jezgre prije namotavanja kako bi se olakšalo naknadno vađenje iz kalupa. Međutim, za ugljične nanocijevi visokih performansi, organska sredstva za otpuštanje su sklona prodiranju u smolu tokom procesa očvršćavanja, uzrokujući defekte proizvoda i utječući na performanse proizvoda. Ako se sloj sredstva za odvajanje koje sadrži fluor nanese na površinu kalupa za jezgro, ovaj nedostatak se može ukloniti.
2. U skladu sa specifikacijama dizajnirati metodu slaganja vlakana
Prvo odredite debljinu ploče koju treba napraviti, izračunajte potreban broj slojeva prema debljini, a zatim ih složite redom od 0 stepeni , 45 stepeni , 90 stepeni i -45 stepeni , a zatim ih oblikovati.
3. Namotajte sloj vlakana na kalup za unutrašnju jezgru i umotajte ga.
Metode obrade i oblikovanja cijevi od karbonskih vlakana uglavnom uključuju sljedeće tri metode: metodu formiranja namotaja, koja omota monofilamente od karbonskih vlakana oko osovina od karbonskih vlakana, posebno pogodnih za izradu cilindričnih i šupljih posuda; Metoda ekstruzijskog oblikovanja uključuje potpuno uranjanje karbonskih vlakana, uklanjanje smole i zraka kroz ekstruziju, a zatim njihovo sušenje i oblikovanje u peći. Ova metoda je jednostavna i pogodna za pripremu štapićastih, cjevastih dijelova itd.; Metoda vrućeg presovanja vakuum vrećice uključuje slaganje slojeva na kalup i njihovo pokrivanje filmom otpornim na toplinu, pritisak na slojeve pomoću mekih džepova i njihovo sušenje u tanku za vruće presovanje.
4. Pecite i stegnite, uklonite OPP i uklonite jezgro
Izvadite finalizovani materijal zavojnice iz mašine za namotavanje i učvrstite ga u peći za sušenje. Nakon što je cijev očvrsnuta, model jezgra se uklanja kako bi se dobila cijev omotana kompozitnim materijalom, što se još naziva i uklanjanje kalupa za očvršćavanje. Tokom procesa vađenja iz kalupa, strug ili monter uklanja glavu, a zatim uklanja proizvod, što može oštetiti površinu kalupa za jezgro i uticati na njegovu ponovnu upotrebu. Ljepilo otporno na visoke temperature može se koristiti za izravnavanje ili zavarivanje i brušenje.
5. Odrežite neravne i ravne dijelove na oba kraja te ih polirajte i polirajte kroz više procesa
Preliminarno završena cijev od karbonskih vlakana još uvijek treba dalju obradu. Prvo, prema specifikacijama gotovog proizvoda, uklanjaju se višak dijelova na oba kraja poluproizvoda kako bi se formirala ujednačena i uredna površina rezanja. Zatim se polira i polira profesionalnim mašinama za poliranje i ručnim radom kako bi se formirala glatka i sjajna površina.