من به عنوان تأمین کننده پارچه فیبر کربن UD (یک طرفه) ، اغلب با سوالی در مورد کسری از حجم فیبر محصولات خود روبرو می شوم. این پارامتر مهم به طور قابل توجهی بر عملکرد و کاربرد پارچه فیبر کربن UD تأثیر می گذارد و درک آن برای تولید کنندگان و کاربران پایان ضروری است.
کسر حجم فیبر چیست؟
کسر حجم فیبر (VF) به نسبت حجم الیاف کربن در حجم کل مواد کامپوزیت که شامل الیاف و ماتریس (معمولاً رزین) است ، اشاره دارد. به عنوان درصد بیان می شود. به عنوان مثال ، اگر یک کامپوزیت پارچه فیبر کربن UD دارای کسر حجمی فیبر 60 ٪ باشد ، به این معنی است که 60 ٪ از کل حجم کامپوزیت توسط الیاف کربن اشغال می شود ، در حالی که 40 ٪ باقی مانده ماتریس رزین است.
کسر حجم فیبر یک تعیین کننده اصلی خواص مکانیکی کامپوزیت های پارچه فیبر کربن UD است. کسری از حجم فیبر بالاتر به طور کلی منجر به عملکرد بهتر مکانیکی مانند افزایش استحکام ، سفتی و مقاومت در برابر خستگی می شود. این امر به این دلیل است که الیاف کربن در مقایسه با ماتریس رزین بسیار قوی و سفت هستند. با این حال ، دستیابی به کسری از حجم فیبر بسیار بالا به دلیل محدودیت پردازش می تواند چالش برانگیز باشد.
اندازه گیری کسر حجم فیبر
چندین روش برای اندازه گیری کسری حجم فیبر پارچه فیبر کربن UD وجود دارد. یک روش متداول روش سوختگی است. در این روش ، نمونه ای از کامپوزیت وزن می شود و سپس در یک کوره در دمای بالا (معمولاً در حدود 500 - 600 درجه سانتیگراد) گرم می شود تا از ماتریس رزین سوزانده شود. پس از سوختن رزین ، الیاف کربن باقیمانده دوباره وزن می شوند. کسر حجم فیبر را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
[v_f = \ frac {w_f/\ rho_f} {w_f/\ rho_f + w_m/\ rho_m}]
جایی که (W_F) وزن الیاف است ، (\ rho_f) چگالی الیاف کربن است ، (W_M) وزن ماتریس است و (\ rho_m) چگالی ماتریس است.
روش دیگر روش هضم اسید است. در این فرایند ، نمونه کامپوزیت در یک اسید قوی غوطه ور می شود که می تواند ماتریس رزین را بدون تأثیر بر الیاف کربن حل کند. پس از حل شدن رزین ، الیاف از هم جدا ، خشک و وزن می شوند. مشابه روش سوختگی - خاموش ، کسر حجم فیبر را می توان بر اساس وزن و تراکم الیاف و ماتریس محاسبه کرد.
عوامل مؤثر بر کسر حجم فیبر
فرآیند تولیدی
فرآیند تولید پارچه فیبر کربن UD تأثیر قابل توجهی در کسر حجم فیبر دارد. به عنوان مثال ، در فرآیند دست به دست ، دستیابی به یک کسر حجم فیبر بالا نسبتاً دشوار است زیرا این یک فرآیند دستی است ، و ممکن است حفره های بیشتری و توزیع رزین ناهموار وجود داشته باشد. از طرف دیگر ، فرایندهایی مانند قالب انتقال رزین (RTM) و قالب گیری اتوکلاو می توانند به کسری با حجم فیبر بالاتر برسند. در RTM ، رزین به قالب حاوی الیاف کربن از قبل قرار داده شده تحت فشار تزریق می شود ، که به جابجایی هوا و اطمینان از توزیع رزین یکنواخت تر کمک می کند. قالب گیری اتوکلاو هم از گرما و هم فشار استفاده می کند ، که می تواند بیشتر الیاف را جمع کند و حفره ها را کاهش دهد و در نتیجه کسری از حجم فیبر بالاتر باشد.
معماری فیبر
معماری الیاف کربن در پارچه UD نیز بر کسر حجم فیبر تأثیر می گذارد. در پارچه UD چاه - تراز شده ، الیاف را می توان متراکم تر بسته بندی کرد و این امکان را برای کسری از حجم فیبر بالاتر فراهم می آورد. با این حال ، اگر الیاف نادرست هستند یا دارای انبوهی از انبارهای زیادی هستند ، دستیابی به یک کسر حجم فیبر بالا دشوارتر می شود.
ویسکوزیته رزین
ویسکوزیته رزین مورد استفاده در کامپوزیت یکی دیگر از عوامل مهم است. یک رزین با ویسکوزیته زیاد ممکن است به راحتی بین الیاف کربن جریان نداشته باشد و منجر به آغشته سازی ناقص و کسر حجمی فیبر پایین تر شود. رزین های ویسکوزیته کم به طور کلی ترجیح داده می شوند زیرا می توانند بهتر به بسته های فیبر نفوذ کنند ، در نتیجه توزیع یکنواخت تر از رزین و کسر حجمی فیبر قابل دستیابی بالاتر.
اهمیت کسر حجم فیبر در برنامه های مختلف
صنعت هوافضا
در صنعت هوافضا ، کامپوزیت های پارچه فیبر کربن UD با کسر حجم فیبر بالا بسیار مورد توجه قرار می گیرند. مؤلفه هایی مانند بال هواپیما و بدنه ها به موادی با استحکام بالا - وزن و سفتی - نسبت به وزن نیاز دارند. کسری از حجم فیبر بالاتر به این معنی است که بیشتر از الیاف کربن باربری در کامپوزیت وجود دارد ، که می تواند عملکرد مکانیکی اجزای هوافضا را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. این به نوبه خود به کاهش وزن هواپیما کمک می کند و منجر به کاهش مصرف سوخت و افزایش کارایی می شود.
صنعت خودرو
در صنعت خودرو ، از پارچه فیبر کربن UD برای تولید قطعات با کارایی بالا مانند پانل های بدنه ، اجزای شاسی و محرک استفاده می شود. کسری با حجم فیبر بالاتر می تواند قدرت و سفتی این قسمت ها را تقویت کرده و عملکرد و ایمنی کلی وسیله نقلیه را بهبود بخشد. علاوه بر این ، ماهیت سبک وزن کامپوزیت های فیبر کربن با کسر حجم فیبر بالا می تواند به مصرف سوخت بهتر و شتاب سریعتر کمک کند.
مهندسی عمران
در مهندسی عمران ، پارچه فیبر کربن UD اغلب برای تقویت سازه های موجود استفاده می شود. به عنوان مثال ،بسته بندی کربن برای تیرهایک برنامه مشترک است کسری از حجم فیبر پارچه فیبر کربن مورد استفاده در این برنامه ها بر ظرفیت حمل بار آن تأثیر می گذارد. کسری با حجم فیبر بالاتر می تواند تقویت بیشتری به تیرها ایجاد کند و قدرت و دوام آنها را افزایش دهد.
محصولات پارچه فیبر کربن UD ما و کسری از حجم فیبر
در شرکت ما ، ما طیف وسیعی از محصولات پارچه فیبر کربن UD را با کسری از حجم فیبر مختلف ارائه می دهیم تا نیازهای متنوع مشتریان خود را برآورده کنیم. ما300 گرم پارچه فیبر کربنیک انتخاب محبوب است. برای دستیابی به یک کسر بهینه از حجم فیبر ، که تعادل خوبی بین عملکرد مکانیکی و سهولت پردازش وجود دارد ، با دقت مهندسی شده است.
ما از تکنیک های پیشرفته تولید برای اطمینان از کسری مداوم حجم فیبر در محصولات خود استفاده می کنیم. تیم کنترل کیفیت ما با استفاده از روشهای ذکر شده در بالا ، بازرسی های منظم را انجام می دهد تا تضمین کند که کسری از فیبر هر دسته از پارچه فیبر کربن UD مطابق با استانداردهای با کیفیت بالا است.
برای اطلاعات بیشتر در مورد ماکربن CFRPمحصولات و کسری از حجم فیبر آنها ، می توانید به وب سایت ما مراجعه کنید. ما متعهد هستیم پارچه فیبر کربن UD با کیفیت بالا را که مطابق با نیازهای خاص آنها است ، در اختیار مشتریان خود قرار دهیم.
برای تهیه با ما تماس بگیرید
اگر به محصولات پارچه فیبر کربن UD ما علاقه دارید و دوست دارید در مورد نیازهای تهیه خود بحث کنید ، ما شما را تشویق می کنیم تا به ما دسترسی پیدا کنید. تیم فروش باتجربه ما آماده است تا اطلاعات دقیق محصول ، پشتیبانی فنی و قیمت گذاری رقابتی را در اختیار شما قرار دهد. این که آیا شما در هوافضا ، خودرو ، مهندسی عمران یا هر صنعت دیگری که به کامپوزیت های فیبر کربن با کارایی بالا نیاز دارید ، می توانیم با شما همکاری کنیم تا بهترین راه حل را پیدا کنیم.
منابع
- Callister ، WD ، & Rethwisch ، DG (2011). علوم و مهندسی مواد: مقدمه. ویلی
- Agarwal ، BD ، Broutman ، LJ ، & Chandrashekhara ، K. (2006). تجزیه و تحلیل و عملکرد کامپوزیت های فیبر. ویلی
- هال ، د. ، و کلین ، دو (1996). مقدمه ای برای مواد کامپوزیت. انتشارات دانشگاه کمبریج.