SAKAI OVEX je japanska kompanija posvećena istraživanju i razvoju tehnologije otvorenih vlakana (širenja) od karbonskih vlakana i proizvodnji proizvoda. Već oko 2010. godine, kompanija je sarađivala sa japanskom kompanijom Toho Tennax (sada Teijin) kako bi razvila ultra-lake proizvode od karbonskih vlakana, koji su upola lakši od najtanjih proizvoda od karbonskih vlakana nakon tretmana otvorenim karbonskim vlaknima.
Ovaj rad najprije predstavlja odlične karakteristike materijala od karbonskih vlakana, a zatim se fokusira na karakteristike tehnologije otvorenih vlakana od karbonskih vlakana, kao i opisane su prednosti karbonskih vlakana s otvorenim vlaknima i njegovih kompozitnih materijala, a na kraju su kombinovane sa SAKAI OVEX-om. ukratko su opisane trenutne kompanije od karbonskih vlakana otvorenih vlakana u obliku glavnih proizvoda.
01, odlične karakteristike karbonskih vlakana
Ugljična vlakna nisu samo lagana, jaka, otporna na koroziju i druge karakteristike, već imaju i odličnu električnu provodljivost, otpornost na toplinu, dimenzijsku stabilnost, kemijsku stabilnost.
Mehanička/dinamička svojstva:
Mala specifična težina (1,7 do 2.0) i lakša od metala, itd.
Visok modul elastičnosti (200 do 650 GPa) i visoka krutost.
Visoka čvrstoća (3000MPa do 7000MPa).
Odlično prigušivanje vibracija.
Anizotropni materijal, koji omogućava odgovarajući strukturalni dizajn za tu svrhu.
Termička svojstva:
Odlična otpornost na toplotu u inertnoj atmosferi.
Mali koeficijent termičkog širenja i dobra dimenzionalna stabilnost.
Posjeduje toplotnu provodljivost.
Elektromagnetna svojstva:
Sa zaštitom od elektromagnetnih valova.
Dobra propusnost za rendgenske zrake.
Hemijska svojstva: odlična hemijska otpornost.
Električna svojstva: ima određeni stepen električne provodljivosti.
02, tehnologija otvorenih vlakana od karbonskih vlakana i prednosti
Tehnologija otvorenih vlakana: poznata i kao tehnologija širenja pređe, to je vuča od karbonskih vlakana u širokom rasponu tankih i ravnomjerno raspoređenih za stvaranje tehnologije otvorenih vlakana. Ugljična vlakna su snop od hiljada do desetina hiljada filamenata okruglog ili blago ravnog poprečnog presjeka. Nakon odvijanja, hiljade do desetine hiljada filamenata se rašire po širini sa spljoštenim poprečnim presjekom. Slika ispod prikazuje poprečni presjek unutrašnjosti kudelje od karbonskih vlakana prije i nakon posipanja.
Tkanine koje koriste otvorenu pređu od karbonskih vlakana imaju sljedeće glavne prednosti:
Realizacija tankog sloja, smanjenje ugla savijanja i poboljšanje mehaničkih svojstava
a), ujednačena disperzija smole zbog malog nabora
Sljedeća slika uspoređuje strukturne dijagrame laminata obrađenih tkaninama od karbonskih vlakana prije i nakon otvaranja karbonskih vlakana, gdje je na lijevoj strani prikazan strukturni dijagram prije otvaranja karbonskih vlakana, a dio bogat smolom je neravnomjerno raspoređen u laminatima koji koriste konvencionalne tkanine od karbonskih vlakana. (3K). A u laminatu napravljenom od tkanine od otvorenih vlakana od karbonskih vlakana na desnoj strani, smola i karbonska vlakna su ravnomjerno dispergirana, a mehanička svojstva su poboljšana.
b) Poboljšajte ravnost karbonskih vlakana kako biste doveli performanse vlakana do krajnjih granica.
Kugla od karbonskih vlakana bez obrade otvorenih vlakana je deblja, površina je konkavnija i konveksnija, zbog savijanja vlaknaste vune smanjena je čvrstoća, impregnacija smolom je loša i lako se ljušti između slojeva (kao što je prikazano na sljedećoj lijevoj slici). Nakon tretmana otvorenim vlaknima, vuča od karbonskih vlakana je iznutra tanka, lagana, neravnomjerno smanjena konkavnost i konveksnost, a ugao tkanja je mali. Ima izvrsna svojstva impregnacije smolom i nije ga lako odlijepiti između slojeva, te stoga pokazuje visoke vrijednosti fizičkih svojstava kao što su svojstva zamora (kao što je prikazano na desnoj slici ispod). Stoga, nakon tretmana otvorenim vlaknima, vlaknasti namaz je manji i može ublažiti koncentraciju stresa.
c), neće izazvati ljuštenje međuslojeva zbog poprečnih pukotina.
Laminirani materijali napravljeni od tradicionalnih karbonskih vlakana i njegovih tkanina skloni su poprečnim pukotinama i raslojavanju između slojeva (kao što je prikazano na lijevoj slici ispod); nakon tretmana s otvorenim vlaknima, laminati pripremljeni pomoću tkanina za širenje karbonskih vlakana manje su skloni poprečnim pukotinama i interlaminarnom ljuštenju (kao što je prikazano na desnoj slici ispod), što rezultira poboljšanom čvrstoćom na zamor.
Poboljšana vlačna, savijalna i interlaminarna čvrstoća na smicanje CFRP laminata korištenjem tkanina otvorenog tkanja od karbonskih vlakana
03, Uobičajeni proizvodi od karbonskih vlakana sa otvorenim vlaknima
3.1 Pređa od otvorenog vlakna od karbonskih vlakana
Nakon tretmana otvorenim vlaknima, vučnice od karbonskih vlakana 12K-48K specifikacije PAN razreda mogu biti kontinuirano otvorene do širine od 2-40mm, a prema vrsti karbonskih vlakana, raspon širine otvorenih vlakana je takođe drugačije.
Pređa od otvorenih vlakana od karbonskih vlakana.
3.2 Tkanina od otvorenih vlakana od karbonskih vlakana
Ugljična vlakna nakon otvaranja vlakana mogu se koristiti za pletenje osnove, pletenje potke i druge tkanine, formirajući tanju strukturu od prethodnog tekstila od karbonskih vlakana, sposobnost oblikovanja (impregnacija smolom) i fizička svojstva za poboljšanje.
Tekstil od karbonskih vlakana prije i poslije otvaranja vlakana
3.3 Prepregi od otvorenih vlakana od karbonskih vlakana
Ovisno o primjeni, mogu se obraditi različite vrste međumaterijala kao što su prepreg/semi-preg, a može se mijenjati i vrsta impregnirajuće smole, kao što je termoreaktivna smola ili termoplastična smola.
Prepreg: Osnovni materijal za CFRP (plastika ojačana karbonskim vlaknima) kalupljenje napravljeno impregniranjem pređe od karbonskih vlakana ili otvorenih vlakana s termoreaktivnom smolom ili termoplastičnom smolom. Budući da je impregniran smolom, može se koristiti za kratkotrajno vruće presovanje.
Poluimpregniran: CFRTP (termoplastika ojačana ugljičnim vlaknima) osnovni materijal za oblikovanje napravljen laminiranjem filma od termoplastične smole na pređu s otvorenim vlaknima ili tkaninu od otvorenih vlakana. Zbog svoje fleksibilnosti, to je materijal visoke formacije i može se uliti u CFRTP vrućim presovanjem.
Prevedeno sa www.DeepL.com/Translator (besplatna verzija)
