SAKAI OVEX je japanska tvrtka posvećena istraživanju i razvoju tehnologije otvorenih vlakana (širenja) od karbonskih vlakana i proizvodnji proizvoda. Već oko 2010. tvrtka je surađivala s japanskim Toho Tennaxom (sada Teijin) na razvoju ultra-laganih proizvoda od karbonskih vlakana, koji su upola lakši od najtanjih proizvoda od karbonskih vlakana nakon tretmana otvorenim karbonskim vlaknima.
Ovaj rad prvo predstavlja izvrsne karakteristike materijala od ugljičnih vlakana, a zatim se usredotočuje na karakteristike tehnologije otvorenih vlakana od ugljičnih vlakana, kao i opisanih prednosti izvedbe ugljičnih vlakana s otvorenim vlaknima i njegovih kompozitnih materijala, te na kraju u kombinaciji sa SAKAI OVEX Ukratko je opisana trenutna pređa od ugljičnih vlakana s otvorenim vlaknima u obliku glavnih proizvoda.
01, izvrsne karakteristike karbonskih vlakana
Ugljična vlakna nisu samo lagana, jaka, otporna na koroziju i druge karakteristike, već imaju i izvrsnu električnu vodljivost, otpornost na toplinu, dimenzijsku stabilnost, kemijsku stabilnost.
Mehanička/dinamička svojstva:
Male specifične težine (1,7 do 2.0) i lakši od metala itd.
Visoki modul elastičnosti (200 do 650 GPa) i visoka krutost.
Visoka čvrstoća (3000MPa do 7000MPa).
Izvrsno prigušenje vibracija.
Anizotropni materijal, koji omogućuje odgovarajući strukturni dizajn za tu svrhu.
Toplinska svojstva:
Izvrsna otpornost na toplinu u inertnoj atmosferi.
Mali koeficijent toplinskog rastezanja i dobra dimenzijska stabilnost.
Posjeduje toplinsku vodljivost.
Elektromagnetska svojstva:
Sa zaštitom od elektromagnetskih valova.
Dobra propusnost za X-zrake.
Kemijska svojstva: izvrsna kemijska otpornost.
Električna svojstva: ima određeni stupanj električne vodljivosti.
02, tehnologija otvorenih vlakana od karbonskih vlakana i prednosti
Tehnologija otvorenih vlakana: također poznata kao tehnologija širenja pređe, to je konopac od ugljičnih vlakana u širokom rasponu tankih i ravnomjerno raspoređenih za stvaranje tehnologije otvorenih vlakana pređe. Ugljična vlakna su snop od tisuća do desetaka tisuća filamenata okruglog ili blago ravnog presjeka. Nakon odvijanja, tisuće do desetaka tisuća niti rašireno je po širini spljoštenog presjeka. Donja slika prikazuje poprečni presjek unutrašnjosti kudilja od ugljičnih vlakana prije i nakon širenja.
Tkanine koje koriste otvorene pređe od karbonskih vlakana imaju sljedeće glavne prednosti:
Realizacija tankog sloja, smanjenje kuta savijanja i poboljšanje mehaničkih svojstava
a), jednolika disperzija smole zbog male naboranosti
Sljedeća slika uspoređuje strukturne dijagrame laminata obrađenih upotrebom tkanina od ugljičnih vlakana prije i nakon otvaranja ugljičnih vlakana, gdje lijeva strana prikazuje strukturni dijagram prije otvaranja ugljičnih vlakana, a dio bogat smolom neravnomjerno je raspoređen u laminatima koji koriste uobičajene tkanine od ugljičnih vlakana (3K). A u laminatu izrađenom od pređe s otvorenim vlaknima od ugljičnih vlakana s desne strane, smola i ugljična vlakna su ravnomjerno raspoređeni, a mehanička svojstva su poboljšana.
b) Poboljšajte ravnost ugljičnih vlakana kako biste izveli performanse vlakana do krajnjih granica.
Kudilje od ugljičnih vlakana bez tretmana otvorenim vlaknima je deblje, površina je više konkavna i konveksna, zbog savijanja konuplje vlakana, čvrstoća je smanjena, impregnacija smole je loša i lako se odlijepi između slojeva (kao što je prikazano na sljedećoj lijevoj slici). Nakon obrade s otvorenim vlaknima, konopac ugljičnih vlakana iznutra je tanak, lagan, neravnomjerno smanjene konkavnosti i konveksnosti, a kut tkanja je mali. Ima izvrsna svojstva impregnacije smolom i nije ga lako odlijepiti između slojeva, te stoga pokazuje visoke fizičke vrijednosti kao što su svojstva zamora (kao što je prikazano na desnoj slici ispod). Stoga, nakon tretmana otvorenim vlaknima, molitva vlakana je manja i može ublažiti koncentraciju stresa.
c), neće proizvesti međuslojno ljuštenje zbog poprečnih pukotina.
Laminirani materijali izrađeni od tradicionalnih karbonskih vlakana i njihovih tkanina skloni su poprečnim pukotinama i raslojavanju između slojeva (kao što je prikazano na lijevoj slici ispod); nakon obrade s otvorenim vlaknima, laminati pripremljeni korištenjem tkanina od ugljičnih 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, savojna i interlaminarna posmična čvrstoća CFRP laminata korištenjem tkanina otvorenog tkanja od karbonskih vlakana
03, Uobičajeni proizvodi od otvorenih vlakana od karbonskih vlakana
3.1 Pređa s otvorenim vlaknima od karbonskih vlakana
Nakon tretmana otvorenim vlaknima, 12K-48K specifikacija PAN konopci od ugljičnih vlakana mogu biti kontinuirano otvorena vlakna do širine 2-40mm, a prema vrsti ugljičnih vlakana, raspon širine otvorenih vlakana je također različiti.
Otvorena pređa od ugljičnih 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, tvoreći tanju strukturu od prethodnih tekstila od ugljičnih vlakana, poboljšavajući mogućnost oblikovanja (impregnacija smolom) i fizička svojstva.
Tekstil od karbonskih vlakana prije i poslije otvaranja vlakana
3.3 Preprezi s otvorenim vlaknima od karbonskih vlakana
Ovisno o primjeni, mogu se obraditi različite vrste međumaterijala kao što su prepreg/polupreg, a vrsta smole za impregniranje može se mijenjati, kao što je termoreaktivna smola ili termoplastična smola.
Prepreg: Osnovni materijal za CFRP (plastika ojačana ugljičnim vlaknima) kalupljenje izrađen impregniranjem otvorenih vlakana ugljičnih vlakana ili tkanina s otvorenim vlaknima termoreaktivnom smolom ili termoplastičnom smolom. Budući da je impregniran smolom, može se koristiti za kratkotrajno vruće prešanje.
Poluimpregnirani: CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic) osnovni materijal za kalupljenje izrađen laminiranjem termoplastične smole na pređu s otvorenim vlaknima ili tkaninu s otvorenim vlaknima. Zbog svoje fleksibilnosti, to je materijal visoke kalupljivosti i može se preliti u CFRTP toplim prešanjem.
Prevedeno s www.DeepL.com/Translator (besplatna verzija)
