Laminati tal-fibra tal-karbonju termoplastiku jistgħu jittaqqbu bl-użu ta 'metodi ta' għalf ultra-veloċi fil-futur.
L-ajruspazju u l-manifattura tal-karozzi huma żewġ industriji li jirriflettu l-aħjar il-kapaċitajiet industrijali u l-kompletezza tal-katina tal-provvista f'oqsma industrijali moderni, li jinvolvu għadd ta 'teknoloġiji u materjali. Il-fibra tal-karbonju u l-materjali komposti bħalissa huma tip ta 'materjal ġdid popolari ħafna fil-produzzjoni industrijali, li jiksbu applikazzjonijiet favorevoli minħabba l-proprjetajiet mekkaniċi pendenti tagħhom. F'applikazzjonijiet prattiċi, il-fibra tal-karbonju sservi bħala materjal ta 'rinfurzar li jista' jiġi kkombinat ma 'materjali ta' matriċi differenti, li jippermettilu li jiġi pproċessat f'diversi forom ta 'komponenti industrijali, li wħud minnhom jistgħu jiġu applikati fis-setturi tal-manifattura aerospazjali u tal-karozzi.
Bħalissa, il-fibra tal-karbonju thermosetting mainstream, kif ukoll il-fibra tal-karbonju termoplastika aktar vantaġġuża fil-futur, huma kkunsidrati bħala materjali komposti ta 'prestazzjoni għolja li huma diffiċli biex jaqbżu. Madankollu, l-ipproċessar ta 'dawn il-komposti tal-fibra tal-karbonju fi prodotti lesti joħloq ċerti sfidi, li jeħtieġu l-koordinazzjoni ta' tagħmir u makkinarju varji. Operazzjonijiet bażiċi bħal tħaffir, qtugħ, u ħofra huma essenzjali. Madankollu, wieħed m'għandux jissottovaluta dawn il-passi bażiċi tal-ipproċessar, peress li l-operazzjonijiet tal-magni huma wkoll marbuta b'mod kruċjali mal-prestazzjoni tal-prodotti tal-fibra tal-karbonju. Dan l-artikolu jirreferi għal letteratura akkademika internazzjonali biex jintroduċi l-metodu tat-tħaffir tal-għalf ultra-veloċi u jqabbelha ma 'żewġ metodi oħra ta' proċessar: vibrazzjoni ultrasonika u qtugħ bil-ġett tal-ilma li joborxu.
Tliet Metodi ta 'Tħaffir għal Laminati tal-Fibra tal-Karbonju Termoplastiku (CF/PA6).
1.Tħaffir tal-Għalf Ultra-Mgħaġġel (UFFD): Is-sħana tat-tqattigħ u s-sħana tal-frizzjoni jistgħu jwasslu għat-tidwib tal-matriċi termoplastika, li jaffettwaw l-effiċjenza u r-riżultati tat-tħaffir. Biex tistudja l-effetti attwali tal-metodu tat-tħaffir tal-għalf ultra-veloċi, il-pellikola tal-fibra tal-karbonju termoplastika hija ffissata, u jintgħażlu veloċitajiet tal-għalf ta '3000, 5000, u 7000 mm/min, bl-użu ta' dinamometru bi tliet komponenti għall-kejl.
2.Tħaffir bil-Vibrazzjoni Ultrasonika (UVD): Oxxillatur tal-kristall pjeżoelettriku huwa installat fuq it-tagħmir biex jipprovdi frekwenza kostanti ta '70 kHz, li jippermetti l-osservazzjoni tal-effetti attwali tal-vibrazzjoni ultrasonika meta tħaffir f'laminati tal-fibra tal-karbonju termoplastiku.
3.Tħaffir bil-ġett tal-ilma li joborxu (AWJ): Il-magni tal-ġett tal-ilma li joborxu bħalissa huwa l-metodu mainstream għall-qtugħ ta 'prodotti tal-fibra tal-karbonju termosetting. It-trajettorja tal-ġett tal-ilma hija ddisinjata f'forma ċirkolari, u tiġi applikata ċerta pressjoni tal-ilma biex tittaqqab fil-pellikola tal-fibra tal-karbonju termoplastiku, bl-effetti attwali osservati.
Dimostrazzjoni tal-Effetti Attwali tat-Tħaffir tal-Għalf Ultra-Mgħaġġel
1.Tqabbil tal-Effetti tat-Tħaffir: Meta tqabbel veloċità ta 'għalf ta' 3000 mm/min b'veloċità baxxa ta 'għalf ta' 50 mm/min, l-ewwel jikseb it-tlestija tat-tqattigħ aktar malajr, tkeċċi biss ammont żgħir ta 'laqx, u ma tħalli l-ebda burrs ħdejn it-toqba mtaqqba. B'kuntrast, dan tal-aħħar juri deformazzjoni sinifikanti meta l-drill bit jippenetra l-pellikola ta 'quddiem, b'ammont akbar ta' residwu taċ-ċippa u burrs bħal kuruna madwar it-toqba. L-imbuttatura massima f'3000 mm/min hija sitt darbiet dik ta '50 mm/min, u tilħaq kważi 22N, filwaqt li l-ħin tat-tħaffir huwa biss 1/60 ta' dan tal-aħħar, iżid b'mod sinifikanti l-effiċjenza tat-tħaffir u jtejjeb il-kwalità tat-tħaffir.
2.Delamination u Burr Sitwazzjoni: Osservazzjonijiet li jużaw mikroskopju tal-kejl 3D jiżvelaw li delamination u burrs iseħħu b'relazzjoni mad-direzzjoni tad-dħul tat-tħaffir, b'20 μm iservu bħala l-linja diviżorja. Meta l-veloċità tal-għalf hija 3000 mm/min, ma tiġi osservata l-ebda delamination irrispettivament mill-veloċità tal-magħżel. Madankollu, meta l-veloċità tal-għalf taqbeż it-3000 mm/min u l-veloċità tal-magħżel taqbeż l-20,000 min⁻¹, il-volum tad-delaminazzjoni jiżdied biż-żieda fir-rata tal-għalf. Dan huwa attribwit għall-ispinta akbar ġġenerata f'veloċitajiet ogħla ta 'għalf.
Barra minn hekk, hekk kif tiżdied il-veloċità tal-magħżel, il-volum ta 'burrs li jidhru jonqos. Permezz ta 'esperimenti multipli, instab li b'veloċità tal-għalf ta' 3000 mm/min u veloċità tal-magħżel ta '20,000 min⁻¹, m'hemm l-ebda kwistjoni ta' delamination, filwaqt li jinżamm ukoll volum ta 'burr iżgħar. B'mod ġenerali, dan jirriżulta f'prestazzjoni aħjar tat-tħaffir.
3.Paragun maż-Żewġ Metodi Oħra tat-Tħaffir: Biex tqabbel aħjar l-effetti tat-tħaffir, immaġini mikroskopiċi ta 'kull metodu tat-tħaffir ġew osservati fl-esperiment. Fit-tħaffir ta 'l-għalf ultra-veloċi (UFFD), kull saff ta' fibra tal-karbonju huwa viżibbli b'mod ċar fuq il-ħajt tat-toqba, filwaqt li fit-tħaffir bil-vibrazzjoni ultrasonika (UVD) u t-tħaffir bil-ġett ta 'l-ilma li joborxu (AWJ), il-ħitan tat-toqba huma koperti minn matriċi mdewba. , li jirriżulta f'wiċċ aktar imċajpra. Meta l-immaġini mikroskopiċi huma eżaltati, il-ħitan tat-toqba AWJ juru tixrid sinifikanti ta 'fibri tan-najlon, filwaqt li t-truf tat-toqob minn UFFD juru kwalità aħjar. Ibbażat fuq it-tqabbil tal-kwalità tal-wiċċ tat-toqba, l-eżattezza tal-forma, u l-ħin tal-ipproċessar, it-tħaffir tal-għalf ultra-veloċi (UFFD) juri li huwa metodu ta 'tħaffir aktar promettenti għal laminati tal-fibra tal-karbonju termoplastiku.
It-tħaffir ta 'toqob fil-pannelli tal-fibra tal-karbonju termoplastiku huwa metodu ta' pproċessar fundamentali, li jippermetti konnessjonijiet stabbli ma 'komponenti industrijali oħra u jtejjeb il-valur kummerċjali tagħhom. Bħalissa, l-applikazzjoni mifruxa ta 'komposti tal-fibra tal-karbonju termoplastiku għadha fl-istadji bikrija tagħha, u l-preparazzjoni ta' komposti tal-fibra tal-karbonju termoplastiku unidirezzjonali toħloq sfidi sinifikanti, li tillimita l-applikazzjoni ta 'dawn il-materjali mill-bidu nett. Bħala waħda mill-ftit kumpaniji fiċ-Ċina li kapaċi tipproduċi b'mod indipendenti tejps unidirezzjonali komposti termoplastiku kontinwu tal-fibra tal-karbonju, Zhishang New Materials jemmen li l-iżvilupp ta 'fibri tal-karbonju termoplastiku għandu jibda minn livell fundamentali, u l-avvanz teknoloġiku huwa l-kundizzjoni primarja biex issolvi problemi eżistenti.
