1. Panoramica della tecnologia di tessitura e avvolgimento
La tessitura e l'avvolgimento sono due metodi principali per l'elaborazione di filati in fibra di carbonio. Possono trasformare i materiali in fibra in preformi con forme e funzioni specifiche. La tecnologia di tessitura è adatta per la produzione di parti con forme complesse da fibre intrecciate per formare una struttura bidimensionale o tridimensionale; Mentre la tecnologia di avvolgimento è quella di avvolgere le fibre su un mandrino lungo un percorso specifico, che viene spesso utilizzato per produrre parti assi -simmetriche come tubi e vasi a pressione.
Per Nuovo filato in fibra di carbonio resistente all'ossidazione per applicazioni ad alta temperatura , l'applicazione della tecnologia di tessitura e avvolgimento non deve solo soddisfare i requisiti di elaborazione della tradizionale fibra di carbonio, ma deve anche superare le sfide aggiuntive apportate dai rivestimenti antiossidanti. Sebbene i rivestimenti antiossidanti migliorino le prestazioni ad alta temperatura dei materiali, possono anche influire sulla flessibilità e le prestazioni di elaborazione delle fibre, quindi è necessario un controllo di processo più sofisticato durante la tessitura e l'avvolgimento.
2. Processo di tessitura del filo di fibra di carbonio antiossidante
La tessitura è il processo di fibre di tessitura incrociata secondo un determinato modello per formare una struttura a rete.
(1) Pretrattamento in fibra
Prima della tessitura, i filati antiossidanti in fibra di carbonio di solito devono essere pretrattati per garantire la forza di legame tra il suo rivestimento superficiale e la matrice di fibre. I metodi di pretrattamento includono l'omogeneizzazione della pulizia e del rivestimento superficiale, ecc.
(2) Impostazione dei parametri di tessitura e di elaborazione
I filati di fibre di carbonio antiossidazione sono generalmente intrecciati utilizzando macchine di tessitura automatizzate e l'attrezzatura deve avere funzioni di controllo della tensione e velocità di velocità ad alta precisione. A causa della presenza del rivestimento antiossidante, la fragilità della fibra può aumentare, quindi la tensione e la velocità devono essere strettamente controllate durante il processo di tessitura per evitare la rottura della fibra. Inoltre, anche i parametri come l'angolo di tessitura e la densità delle fibre devono essere ottimizzati in base ai requisiti di prestazione del componente finale.
(3) tessitura di componenti di forma complessa
Nelle applicazioni ad alta temperatura, molti componenti (come lame di turbina e scudi di calore) hanno forme geometriche complesse, il che pone richieste più elevate sulla tecnologia di tessitura. Attraverso la tecnologia di tessitura tridimensionale, i filati antossidati in fibra di carbonio possono essere intrecciati in preformi che sono vicine alla forma del componente finale. Questa tecnologia può non solo migliorare l'utilizzo dei materiali, ma anche ridurre le successive fasi di elaborazione e ridurre i costi di produzione.
(4) Controllo di qualità durante la tessitura
Durante il processo di tessitura, il monitoraggio in tempo reale della tensione in fibra, l'angolo di tessitura e l'integrità del rivestimento sono la chiave per garantire la qualità delle preformi. Introducendo un sistema di monitoraggio intelligente, i problemi che si verificano durante il processo di tessitura possono essere scoperti e corretti in modo tempestivo, migliorando così il tasso di snervamento.
3. Processo di avvolgimento del filo antiossidante in fibra di carbonio
La tecnologia di avvolgimento è un metodo di elaborazione in cui le fibre sono avvolte attorno a un mandrino lungo un percorso specifico per formare un componente assimmetrico.
(1) Progettazione e preparazione del mandrino
Il mandrino è uno strumento chiave nel processo di avvolgimento e la sua forma e dimensione determinano direttamente le caratteristiche geometriche del componente finale. Per i componenti complessi in applicazioni ad alta temperatura, il mandrino è generalmente realizzato con materiali resistenti ad alta temperatura (come ceramica o grafite) ed è lavorato a precisione per garantire l'accuratezza dimensionale.
(2) Pianificazione del percorso di avvolgimento
La progettazione del percorso di avvolgimento deve considerare le proprietà meccaniche del componente e le caratteristiche del filo antiossidante in fibra di carbonio. Attraverso la progettazione assistita da computer (CAD) e la tecnologia di simulazione, il percorso di avvolgimento può essere ottimizzato per garantire la distribuzione uniforme delle fibre nel componente e le prestazioni ottimali.
(3) Attrezzatura di avvolgimento e controllo dei processi
Il filo di fibra di carbonio antiossidazione viene generalmente avvolto usando una macchina di avvolgimento CNC e l'attrezzatura deve avere funzioni di controllo della tensione e regolazione della temperatura ad alta precisione. A causa della presenza del rivestimento antiossidante, durante il processo di avvolgimento deve essere evitato un'eccessiva tensione o temperatura per prevenire la rottura delle fibre o lo spargimento del rivestimento. Anche i parametri come la velocità di avvolgimento e la spaziatura delle fibre devono essere controllati con precisione in base ai requisiti di prestazione del componente.
(4) Curatura e post-elaborazione
Dopo l'avvolgimento, la preforma di solito deve essere curata per combinare completamente la fibra con il materiale a matrice (come resina o ceramica). Per il filo in fibra di carbonio resistente all'ossidazione in applicazioni ad alta temperatura, il processo di indurimento deve essere effettuato in condizioni di alta temperatura per garantire le proprietà antiossidanti del materiale e la stabilità ad alta temperatura. Dopo la cura, il componente deve anche essere trattato in superficie e testato per garantire che soddisfi i requisiti per l'uso.
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