SAKAI OVEX este o companie japoneză dedicată cercetării și dezvoltării tehnologiei (împrăștiere) a fibrei deschise din fibră de carbon și producției de produse. În jurul anului 2010, compania a cooperat cu Toho Tennax din Japonia (acum Teijin) pentru a dezvolta produse din fibră de carbon ultra-ușoare, care sunt la jumătate la fel de ușoare decât cele mai subțiri produse din fibră de carbon după tratamentul cu fibre de carbon deschise.
Această lucrare prezintă mai întâi caracteristicile excelente ale materialelor din fibră de carbon, apoi se concentrează pe caracteristicile tehnologiei cu fibre deschise din fibră de carbon, precum și pe fibra de carbon cu fibră deschisă și sunt descrise avantajele de performanță ale materialului compozit și, în final, sunt combinate cu SAKAI OVEX. Firma curentă din fibră de carbon deschisă a companiei sub formă de produse principale sunt descrise pe scurt.
01, caracteristicile excelente ale fibrei de carbon
Fibra de carbon nu este doar ușoară, puternică, rezistență la coroziune și alte caracteristici, dar are și conductivitate electrică excelentă, rezistență la căldură, stabilitate dimensională, stabilitate chimică.
Proprietăți mecanice/dinamice:
Greutate specifică mică (1,7 până la 2,0) și mai ușoară decât metalele etc.
Modul ridicat de elasticitate (200 până la 650 GPa) și rigiditate ridicată.
Rezistență ridicată (3000MPa până la 7000MPa).
Atenuare excelentă a vibrațiilor.
Material anizotrop, care permite proiectarea structurală adecvată pentru acest scop.
Proprietati termice:
Rezistență excelentă la căldură în atmosferă inertă.
Coeficient mic de dilatare termică și stabilitate dimensională bună.
Posedă conductivitate termică.
Proprietăți electromagnetice:
Cu ecranare unde electromagnetice.
Permeabilitate bună la raze X.
Proprietăți chimice: rezistență chimică excelentă.
Proprietăți electrice: are un anumit grad de conductivitate electrică.
02, tehnologie și avantaje din fibră de carbon deschisă
Tehnologia cu fibre deschise: cunoscută și sub denumirea de tehnologie de împrăștiere a firelor, este câlcul din fibră de carbon într-o gamă largă de fire subțiri și uniform răspândite pentru a crea tehnologia firelor deschise. Fibra de carbon este un pachet de mii până la zeci de mii de filamente cu o secțiune transversală rotundă sau ușor plată. După desfășurare, mii până la zeci de mii de filamente sunt răspândite pe lățime cu o secțiune transversală aplatizată. Figura de mai jos arată o secțiune transversală a interiorului unui cârlig din fibră de carbon înainte și după împrăștiere.
Țesăturile care utilizează fire de fibre deschise din fibră de carbon au următoarele avantaje principale:
Realizarea stratului subțire, reducerea unghiului de sertizare și îmbunătățirea proprietăților mecanice
a), dispersie uniformă a rășinii datorită crizării mici
Următoarea figură compară diagramele structurale ale laminatelor prelucrate folosind țesături din fibră de carbon înainte și după deschiderea fibrei de carbon, unde partea stângă arată diagrama structurală înainte de deschiderea fibrei de carbon, iar porțiunea bogată în rășină este distribuită neuniform în laminate folosind țesături convenționale din fibră de carbon (3K). Și în laminatul din țesătură din fire deschise din fibră de carbon din dreapta, rășina și fibra de carbon sunt dispersate uniform, iar proprietățile mecanice sunt îmbunătățite.
b) Îmbunătățiți rectitudinea fibrelor de carbon pentru a aduce performanța fibrelor la limită.
Câltul din fibră de carbon fără tratament cu fibre deschise este mai gros, suprafața este mai concavă și mai convexă, datorită îndoirii câlului din fibre, rezistența este redusă, impregnarea cu rășină este slabă și este ușor de desprins între straturi (după cum se arată în figura următoare din stânga). După tratamentul cu fibre deschise, câlcul din fibră de carbon este subțire în interior, ușor, concavitatea și convexitatea reduse inegal, iar unghiul de țesere este mic. Are proprietăți excelente de impregnare cu rășină și nu se dezlipește ușor între straturi și, prin urmare, prezintă valori ridicate ale proprietăților fizice, cum ar fi proprietățile la oboseală (așa cum se arată în figura din dreapta de mai jos). Prin urmare, după tratamentul cu fibre deschise, rugăciunea de fibre este mai mică și poate ameliora concentrarea stresului.
c), nu va produce peeling inter-strat din cauza fisurilor transversale.
Materialele laminate din fibră de carbon tradițională și țesăturile sale sunt predispuse la fisuri transversale și delaminare între straturi (așa cum se arată în figura din stânga de mai jos); după tratamentul cu fibre deschise, laminatele preparate folosind țesături întinse din fibră de carbon sunt mai puțin predispuse la fisuri transversale și la decojirea interlaminară (după cum se arată în figura din dreapta de mai jos), ceea ce are ca rezultat o rezistență îmbunătățită la oboseală.
Rezistența îmbunătățită la tracțiune, la încovoiere și la forfecare interlaminară a laminatelor CFRP folosind țesături cu țesătură deschisă din fibră de carbon
03, Produse comune din fibră de carbon deschisă
3.1 Fire din fibră de carbon deschisă
După tratarea fibrei deschise, câlțile din fibră de carbon de calitate PAN cu specificația 12K-48K pot fi fibre deschise continuu până la o lățime de 2-40mm și, în funcție de tipul de fibră de carbon, intervalul de lățime a fibrei deschise este de asemenea diferit.
Fire din fibră de carbon deschisă.
3.2 Țesătură din fibră deschisă din fibră de carbon
Fibra de carbon după deschiderea fibrei poate fi utilizată pentru tricotarea urzeală, tricotarea bătăturii și alte țesături, formând o structură mai subțire decât textilele anterioare din fibră de carbon, formabilitatea (impregnarea cu rășină) și proprietățile fizice pentru a îmbunătăți.
Textila din fibra de carbon inainte si dupa deschiderea fibrei
3.3 Preimpregnate din fibră de carbon deschisă
În funcție de aplicație, pot fi prelucrate diferite tipuri de materiale intermediare precum preimpregnat/semi-impregnat, iar tipul de rășină de impregnare poate fi schimbat, cum ar fi rășina termorezistentă sau rășina termoplastică.
Preimpregnat: Un material de bază pentru modelarea CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) realizat prin impregnarea firelor de fibre deschise din fibră de carbon sau a țesăturilor cu fibre deschise cu o rășină termorezistentă sau rășină termoplastică. Deoarece este impregnat cu rășină, poate fi folosit pentru turnarea prin presare la cald pe termen scurt.
Semi-impregnat: un material de bază de turnare CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic) realizat prin laminarea unui film de rășină termoplastică pe fire de fibre deschise sau țesături cu fibre deschise. Datorită flexibilității sale, este un material cu modelabilitate ridicată și poate fi turnat în CFRTP prin presare la cald.
Tradus cu www.DeepL.com/Translator (versiune gratuită)
