SAKAI OVEX on japanilainen yritys, joka on omistautunut hiilikuitujen avoimen kuituteknologian (levitys) tutkimukseen ja kehittämiseen sekä tuotetuotantoon. Jo vuoden 2010 tienoilla yritys teki yhteistyötä japanilaisen Toho Tennaxin (nykyisin Teijin) kanssa kehittääkseen erittäin kevyitä hiilikuitutuotteita, jotka ovat hiilikuituavokuitukäsittelyn jälkeen puolet kevyempiä kuin ohuimmat hiilikuitutuotteet.
Tässä artikkelissa esitellään ensin hiilikuitumateriaalien erinomaiset ominaisuudet, ja sitten keskitytään hiilikuituisen avoimen kuituteknologian ominaisuuksiin, sekä kuvataan avoimen kuituisen hiilikuitujen ja sen komposiittimateriaalien suorituskykyetuja ja lopuksi yhdistetään SAKAI OVEXin kanssa. Yhtiön nykyinen hiilikuitu avoin kuitu lanka muodossa tärkeimmät tuotteet on kuvattu lyhyesti.
01, hiilikuidun erinomaiset ominaisuudet
Hiilikuitu ei ole vain kevyttä, vahvaa, korroosionkestävyyttä ja muita ominaisuuksia, vaan sillä on myös erinomainen sähkönjohtavuus, lämmönkestävyys, mittavakaus, kemiallinen stabiilisuus.
Mekaaniset/dynaamiset ominaisuudet:
Pieni ominaispaino (1,7-2.0) ja kevyempi kuin metallit jne.
Korkea kimmokerroin (200 - 650 GPa) ja korkea jäykkyys.
Suuri lujuus (3000 MPa - 7000 MPa).
Erinomainen tärinänvaimennus.
Anisotrooppinen materiaali, joka mahdollistaa tarkoituksenmukaisen rakennesuunnittelun.
Lämpöominaisuudet:
Erinomainen lämmönkestävyys inertissä ilmakehässä.
Pieni lämpölaajenemiskerroin ja hyvä mittapysyvyys.
Sillä on lämmönjohtavuus.
Sähkömagneettiset ominaisuudet:
Sähkömagneettisen aallon suojauksella.
Hyvä röntgensäteilyn läpäisevyys.
Kemialliset ominaisuudet: erinomainen kemiallinen kestävyys.
Sähköiset ominaisuudet: sillä on tietty sähkönjohtavuus.
02, hiilikuitu avoin kuitu tekniikka ja edut
Avokuitutekniikka: tunnetaan myös langanlevitysteknologiana, se on hiilikuitutouvi, joka on laaja valikoima ohuita ja tasaisesti levitettyjä, jotta voidaan luoda avoin kuitulankatekniikka. Hiilikuitu on tuhansien - kymmenientuhansien filamenttien nippu, jonka poikkileikkaus on pyöreä tai hieman litteä. Avaamisen jälkeen tuhansia - kymmeniä tuhansia filamentteja levitetään leveydelle litistetyllä poikkileikkauksella. Alla olevassa kuvassa on poikkileikkaus hiilikuitutouvin sisältä ennen ja jälkeen levityksen.
Kankailla, joissa käytetään hiilikuituisia avokuitulankoja, on seuraavat tärkeimmät edut:
Ohutkerroksen toteutus, puristuskulman pienentäminen ja mekaanisten ominaisuuksien parantaminen
a), tasainen hartsidispersio pienestä poimutuksesta johtuen
Seuraavassa kuvassa verrataan hiilikuitukankailla käsiteltyjen laminaattien rakennekaavioita ennen ja jälkeen hiilikuitujen avaamisen, jossa vasemmalla puolella näkyy rakennekaavio ennen hiilikuitua ja hartsirikas osuus on jakautunut epätasaisesti tavanomaisia hiilikuitukankaita käyttäviin laminaatteihin. (3K). Ja oikeanpuoleisessa hiilikuidusta avokuitulangasta valmistetussa laminaatissa hartsi ja hiilikuitu ovat jakautuneet tasaisesti ja mekaaniset ominaisuudet ovat parantuneet.
b) Paranna hiilikuitujen suoruutta tuodaksesi kuitujen suorituskyvyn äärimmilleen.
Hiilikuitutouvi ilman avointa kuitukäsittelyä on paksumpi, pinta on koverampi ja kuperampi, kuitutouvin taipumisen vuoksi lujuus heikkenee, hartsikyllästys on huono ja se on helppo irrottaa kerrosten välissä (kuten kuvassa) seuraavassa vasemmassa kuvassa). Avokuitukäsittelyn jälkeen hiilikuitutouvi on sisältä ohut, kevyt, epätasaisesti vähentynyt koveruus ja kupera, ja kudontakulma on pieni. Sillä on erinomaiset hartsikyllästysominaisuudet, eikä sitä ole helppo irrottaa kerrosten välillä, ja siksi sillä on korkeat fyysiset ominaisuudet, kuten väsymisominaisuudet (kuten alla oikeasta kuvasta näkyy). Siksi avoimen kuitukäsittelyn jälkeen kuiturukous on pienempi ja se voi lievittää stressipitoisuutta.
c), ei aiheuta kerrosten välistä kuoriutumista poikittaishalkeamien vuoksi.
Laminoidut materiaalit, jotka on valmistettu perinteisestä hiilikuidusta ja sen kankaista, ovat alttiita poikittaisille halkeamille ja kerrosten väliselle delaminaatiolle (kuten alla olevassa vasemmassa kuvassa); avokuitukäsittelyn jälkeen hiilikuitupinnoitekankailla valmistetut laminaatit ovat vähemmän alttiita poikittaissäröille ja kerrosten väliselle kuoriutumiselle (kuten alla oikeasta kuvasta näkyy), mikä johtaa parantuneeseen väsymislujuuteen.
CFRP-laminaattien parannettu veto-, taivutus- ja kerrosten välinen leikkauslujuus hiilikuituisen avoimen kudoksen kankailla
03, Common Carbon Fiber Open Fiber -tuotteet
3.1 Hiilikuitu avoin kuitulanka
Avokuitukäsittelyn jälkeen 12K-48K-määritelmän PAN-luokan hiilikuitutouvit voivat olla jatkuvasti avointa kuitua 2-40mm leveyteen asti, ja hiilikuidun tyypin mukaan avoimen kuidun leveysalue on myös erilaisia.
Hiilikuitu avoin kuitu lanka.
3.2 Hiilikuitu avoin kuitukangas
Hiilikuitua kuidun avaamisen jälkeen voidaan käyttää loimi-, kudeneulokseen ja muihin kankaisiin, jolloin muodostuu ohuempi rakenne kuin aikaisemmissa hiilikuitutekstiileissä, muovattavuus (hartsikyllästys) ja fysikaaliset ominaisuudet paranevat.
Hiilikuitutekstiili ennen ja jälkeen kuidun avaamisen
3.3 Hiilikuitu-avokuituprepregit
Sovelluksesta riippuen voidaan käsitellä erilaisia välimateriaaleja, kuten prepreg/semi-preg, ja kyllästyshartsin tyyppiä voidaan vaihtaa, kuten lämpökovettuva hartsi tai kestomuovihartsi.
Prepreg: Pohjamateriaali CFRP (Carbon Fiber Reforced Plastic) -muovaukseen, joka on valmistettu kyllästämällä hiilikuituisia avokuitulankoja tai avokuitukankaita lämpökovettuvalla hartsilla tai kestomuovihartsilla. Koska se on kyllästetty hartsilla, sitä voidaan käyttää lyhytaikaiseen kuumapuristusmuovaukseen.
Puolikyllästetty: CFRTP (Carbon Fiber Reforced Thermoplastic) -muovauspohjamateriaali, joka on valmistettu laminoimalla termoplastinen hartsikalvo avoimen kuitulangan tai avoimen kuitukankaan päälle. Joustavuutensa ansiosta se on materiaali, jolla on hyvä muovattavuus ja se voidaan muovata CFRTP:ksi kuumapuristamalla.
Käännetty osoitteessa www.DeepL.com/Translator (ilmainen versio)
