Karbon fiber tüp, karbon fiber ve reçinenin kalıplama, sıcak presleme, sarma ve diğer işlemler yoluyla birleştirilmesiyle yapılan yaygın bir karbon fiber ürünü türüdür. Bu makale tekniklerden biri için basit bir süreç analizi sağlayacaktır.
1. İç maça kalıplarının imalatı
Fiber sarım sıkıştırma kuvvetine maruz kaldığından ve montaj şeklinin temelde değişmeden kalmasını gerektirdiğinden, iç çekirdek kalıbı müşterinin boru spesifikasyonlarına göre yapılmalıdır. Bu nedenle maça kalıbı hammaddelerinin seçiminde çelik ve sert alüminyum gibi sertliği iyi olan metal malzemeler seçilmelidir. Çelik, sert alüminyuma göre daha yüksek yoğunluğa ve sertliğe sahiptir ancak termal genleşme katsayısı sert alüminyumdan daha düşüktür. Yüksek performanslı karbon nanotüp ürünleri yüksek sıcaklıklarda kürlenir. Sert bir alüminyum çekirdek kalıbı kullanılırsa, karbon nanotüplerin yoğunluğu ve mekanik özellikleri, sert alüminyumun termal genleşmesiyle oluşturulan kürleme iç basıncıyla geliştirilebilir. Bu nedenle, yüksek performanslı karbon nanotüplerin sarma işleminde çekirdek kalıbın metal malzemeden yapılması gerekir ve malzeme sert alüminyumdur.
Maça kalıbının kafasının tasarımı tercihen düzleştirilmiş bir elipsoid şekil kullanmalıdır; bu, silindir gövdesinin birikmeden düzgün şekilde sarılmasını sağlayabilir ve "kayma" ve "tepe" olaylarını önleyebilir. Maça kalıbının silindir gövdesi eşit çapta yapılabilir ancak ürün uzunluğu uzunsa, takım tezgahının işleme hassasiyeti ve kalıptan çıkarma koşullarının sınırlamaları dikkate alındığında eşit çaplı silindir gövdesinin uygulanması zor olabilir. Ancak konik maça kalıbı benimsenirse bu sorun çözülebilir. Deneysel sonuçlar, maça kalıbının silindir gövdesinin işlenmesi için 1:1500-3500'lik bir konikliğin daha uygun olduğunu göstermiştir. Daha uzun ürünler için, ürün boyutunun stabilitesini sağlamak amacıyla maça kalıbı yapılırken maça kalıbının bölümlü yerleştirilmesi düşünülebilir.
Genellikle, daha sonra kalıptan çıkarmayı kolaylaştırmak için sarmadan önce çekirdek filmin yüzeyine bir ayırıcı madde uygulanır. Bununla birlikte, yüksek performanslı karbon nanotüpler için, organik ayırıcı maddeler kürleme işlemi sırasında reçinenin içine nüfuz etme eğiliminde olup, ürün kusurlarına neden olur ve ürün performansını etkiler. Maça kalıbının yüzeyine flor içeren bir ayırma maddesi tabakası kaplanırsa bu kusur ortadan kaldırılabilir.
2. Spesifikasyonlara göre fiber istifleme yöntemini tasarlayın
Öncelikle yapılacak levhanın kalınlığını belirleyin, kalınlığa göre gerekli katman sayısını hesaplayın ve ardından bunları 0 derece, 45 derece, 90 derece ve -45 derece sırasına göre istifleyin. ve sonra onları kalıplayın.
3. Elyaf tabakasını iç çekirdek kalıbının üzerine yuvarlayın ve sarın.
Karbon fiber tüplerin işlenmesi ve şekillendirilmesi yöntemleri temel olarak aşağıdaki üç yöntemi içerir: karbon fiber monofilamentleri karbon fiber şaftların etrafına saran, özellikle silindirik ve içi boş kapların yapımı için uygun olan sarma şekillendirme yöntemi; Ekstrüzyon kalıplama yöntemi, karbon elyaflarının tamamen daldırılmasını, reçinenin ve havanın ekstrüzyon yoluyla çıkarılmasını ve ardından bunların bir fırında kürlenmesini ve kalıplanmasını içerir. Bu yöntem basittir ve çubuk şeklindeki, boru şeklindeki parçaların vb. hazırlanması için uygundur; Vakum torbalı sıcak presleme yöntemi, katmanların bir kalıp üzerine istiflenmesini ve bunların ısıya dayanıklı bir filmle kaplanmasını, yumuşak cepler kullanılarak katmanlara basınç uygulanmasını ve bunların sıcak presleme tankında kürlenmesini içerir.
4. Fırında pişirin ve sertleştirin, OPP'yi çıkarın ve çekirdeği çıkarın
Son halini alan bobin malzemesini sarım makinesinden çıkarıp kür fırınında katılaştırın. Boru kürlendikten sonra, kürleme kalıptan çıkarma olarak da adlandırılan kompozit malzemeyle sarılmış boru elde etmek için çekirdek modeli çıkarılır. Kalıptan çıkarma işlemi sırasında, torna tezgahı veya montajcı kafayı çıkarır ve ardından ürünü çıkarır; bu, maça kalıbının yüzeyine zarar verebilir ve tekrarlanan kullanımını etkileyebilir. Yüksek sıcaklığa dayanıklı yapıştırıcı, tesviye etmek veya kaynak yapmak ve yerine topraklamak için kullanılabilir.
5. Her iki uçtaki pürüzlü ve düz parçaları kesin ve birden fazla işlemle parlatın ve cilalayın
İlk etapta tamamlanan karbon fiber tüpün hâlâ daha ileri işlemlere ihtiyacı var. Öncelikle bitmiş ürünün özelliklerine göre yarı mamülün her iki ucundaki fazla kısımlar çıkarılarak düzgün ve düzgün bir kesim yüzeyi oluşturulur. Daha sonra profesyonel cila makinaları ve el emeği ile cilalanarak cilalanarak pürüzsüz ve parlak bir yüzey oluşturulur.