El tub de fibra de carboni és un tipus comú de producte de fibra de carboni, que es fa combinant fibra de carboni i resina mitjançant modelat, premsat en calent, bobinat i altres processos. Aquest article proporcionarà una anàlisi senzilla del procés per a una de les tècniques.
1. Fabricació de motlles de nucli interior
El motlle del nucli interior s'ha de fer segons els requisits del client per a les especificacions de canonades, ja que el bobinat de fibra està sotmès a una força de compressió, la qual cosa requereix que la seva forma de muntatge es mantingui bàsicament sense canvis. Per tant, en la selecció de matèries primeres del motlle central, s'han de triar materials metàl·lics amb bona rigidesa, com ara l'acer i l'alumini dur. L'acer té una densitat i duresa més alta que l'alumini dur, però el seu coeficient d'expansió tèrmica és inferior al de l'alumini dur. Els productes de nanotubs de carboni d'alt rendiment es curen a altes temperatures. Si s'utilitza un motlle de nucli dur d'alumini, la densitat i les propietats mecàniques dels nanotubs de carboni es poden millorar mitjançant la pressió interna de curat generada per l'expansió tèrmica de l'alumini dur. Per tant, en el procés d'enrotllament dels nanotubs de carboni d'alt rendiment, el motlle central ha d'estar fet de material metàl·lic i l'alumini dur és el material.
El disseny del capçal del motlle central hauria d'utilitzar preferiblement una forma el·lipsoide aplanada, que pot mantenir un bobinat uniforme del cos del cilindre sense acumulació i evitar fenòmens de "lliscada" i "superior". El cos del cilindre del motlle central es pot fer del mateix diàmetre, però si la longitud del producte és llarga, tenint en compte la precisió de processament de la màquina-eina i les limitacions de les condicions de desemmotllament, pot ser difícil aplicar el cos del cilindre d'igual diàmetre. Tanmateix, si s'adopta un motlle de nucli cònic, aquest problema es pot resoldre. Els resultats experimentals han demostrat que una conicitat d'1:1500-3500 és més adequada per processar el cos del cilindre del motlle central. Per a productes més llargs, es pot considerar l'acoblament segmentat del motlle central a l'hora de fer el motlle central per garantir l'estabilitat de la mida del producte.
Normalment, s'aplica un agent d'alliberament a la superfície de la pel·lícula del nucli abans de l'enrotllament per facilitar el desemmotllament posterior. Tanmateix, per als nanotubs de carboni d'alt rendiment, els agents d'alliberament orgànics són propensos a penetrar a la resina durant el procés de curat, causant defectes del producte i afectant el rendiment del producte. Si es recobreix una capa d'agent d'alliberament que conté fluor a la superfície del motlle central, aquest defecte es pot eliminar.
2. Segons les especificacions, dissenyeu el mètode d'apilament de fibres
En primer lloc, determineu el gruix del tauler que s'ha de fer, calculeu el nombre de capes necessaris segons el gruix i, a continuació, apileu-les en l'ordre de 0 grau , 45 graus , 90 graus i -45 graus , i després modelar-los.
3. Enrotlleu la capa de fibra sobre el motlle del nucli interior i emboliqueu-la.
Els mètodes de processament i conformació dels tubs de fibra de carboni impliquen principalment els tres mètodes següents: mètode de conformació de bobinatge, que embolcalla monofilaments de fibra de carboni al voltant dels eixos de fibra de carboni, especialment adequat per fer recipients cilíndrics i buits; El mètode d'emmotllament per extrusió consisteix a submergir completament les fibres de carboni, eliminar la resina i l'aire mitjançant l'extrusió, i després curar-les i modelar-les en un forn. Aquest mètode és senzill i adequat per preparar peces en forma de vareta, tubulars, etc.; El mètode de premsat en calent de la bossa al buit consisteix a apilar capes en un motlle i cobrir-les amb una pel·lícula resistent a la calor, aplicar pressió a les capes amb butxaques suaus i curar-les en un dipòsit de premsat en calent.
4. Enfornar i endurir, treure OPP i treure el nucli
Traieu el material de la bobina finalitzat de la màquina de bobinatge i solidifiqueu-lo al forn de curat. Després de curar la canonada, s'elimina el model del nucli per obtenir la canonada embolicada de material compost, que també s'anomena desemmotllament de curat. Durant el procés de desemmotllament, el torn o instal·lador treu el capçal i després elimina el producte, cosa que pot danyar la superfície del motlle central i afectar-ne l'ús repetit. L'adhesiu resistent a altes temperatures es pot utilitzar per anivellar o soldar i esmolar al seu lloc.
5. Talleu les parts irregulars i planes dels dos extrems, i poliu-les i poliu-les mitjançant múltiples processos
El tub de fibra de carboni completat prèviament encara necessita un processament posterior. En primer lloc, segons les especificacions del producte acabat, l'excés de peces als dos extrems del producte semielaborat s'eliminen per formar una superfície de tall uniforme i ordenada. A continuació, es polia i polit per màquines de poliment professionals i mà d'obra manual per formar una superfície llisa i brillant.