Które systemy żywic są najbardziej kompatybilne z rolką tkaniny z włókna węglowego o skośnym splocie 3K do infuzji próżniowej?

W dziedzinie kompozytów o wysokiej wydajności synergia pomiędzy wzmocnieniem i osnową jest podstawą integralności strukturalnej. Podczas korzystania z rolka tkaniny z włókna węglowego w przypadku infuzji próżniowej (VARTM) wybór odpowiedniego systemu żywicy jest kluczową decyzją inżynierską, która wpływa na wytrzymałość na ścinanie międzywarstwowe, zwilżanie włókien i końcowe właściwości mechaniczne części. Jiangyin Dongli New Materials Technology Co., Ltd. działa w precyzyjnie kontrolowanym kompleksie przemysłowym o powierzchni 32 000 metrów kwadratowych, łączącym innowacje materiałowe z wiedzą inżynieryjną. Nasz zakład, obejmujący 100 000 stref oczyszczania, specjalizuje się w badaniach i rozwoju oraz produkcji tkanin w procesach tkania i prepregowania, zapewniając, że nasze Tkanina z włókna węglowego o splocie diagonalnym 3K spełnia rygorystyczne standardy produkcji lotniczej i motoryzacyjnej.

1. Systemy żywic epoksydowych: złoty standard właściwości konstrukcyjnych

Żywice epoksydowe są powszechnie uważane za najbardziej kompatybilną matrycę dla rolka tkaniny z włókna węglowego w zastosowaniach o wysokiej wydajności. Struktura chemiczna żywicy epoksydowej zapewnia doskonałą przyczepność do włókien węglowych, co skutkuje wysoką wytrzymałością mechaniczną i stabilnością termiczną. Podczas infuzji próżniowej systemy epoksydowe o niskiej lepkości są specjalnie zaprojektowane tak, aby przenikać przez ciasny splot wzmocnienie z włókna węglowego do infuzji próżniowej zapewniając laminat pozbawiony pustych przestrzeni. Chociaż żywica epoksydowa oferuje najwyższy stosunek wytrzymałości do masy, wymaga precyzyjnych proporcji mieszania i dłuższych cykli utwardzania w porównaniu z innymi żywicami termoutwardzalnymi.

W porównaniu do żywic poliestrowych systemy epoksydowe wykazują znacznie mniejszy skurcz podczas procesu utwardzania, co jest istotne dla zachowania dokładności wymiarowej złożonych elementów z włókna węglowego.

Źródło: ISO 15031-1:2024 Tworzywa sztuczne – Żywice epoksydowe – Część 1: Oznaczanie równoważnika epoksydowego

2. Żywice winyloestrowe: równoważenie wydajności i przetwarzalności

Żywice winyloestrowe służą jako środek pomiędzy żywicami epoksydowymi i poliestrowymi. Oferują lepszą odporność na wilgoć i wytrzymałość niż poliester, dzięki czemu nadają się do zastosowań w transporcie morskim i chemicznym, gdzie lekka rolka z włókna węglowego produkty służą do redukcji masy ciała. Kiedy używany z czarny splot diagonalny z włókna węglowego ester winylowy zapewnia wysokiej jakości wykończenie powierzchni i dobre właściwości w zakresie wydłużenia. Jednak ich siła wiązania z włóknem węglowym jest niższa niż w przypadku żywic epoksydowych, co może ograniczać ich zastosowanie w podstawowych konstrukcjach lotniczych.

Chociaż żywice winyloestrowe utwardzają się znacznie szybciej niż żywice epoksydowe, emitują wyższe poziomy styrenu, co wymaga lepszej wentylacji w warsztatach objętych regulacjami klimatycznymi, aby spełnić nowoczesne standardy ochrony środowiska i bezpieczeństwa.

Źródło: CompositesWorld: Analiza stanu przemysłu kompozytów na rok 2024

3. Wymagania dotyczące lepkości dla skutecznego zwilżania skośnego materiału 3K

Splot skośny 3K (3000 włókien w jednym kablu) stanowi szczególne wyzwanie geometryczne w zakresie przepływu żywicy. Ponieważ kable są ściśle związane, żywica musi mieć wystarczająco niską lepkość, aby wypełnić „suche miejsca” w środku kabla. Korzystanie z materiał z włókna węglowego o wysokiej wytrzymałości wymaga żywicy, która w oknie infuzji utrzymuje temperaturę poniżej 500 centypuazów (cP). Przełomy techniczne w roku 2024 doprowadziły do ​​opracowania „bio-żywic infuzyjnych”, które dorównują lepkością syntetycznym epoksydom, jednocześnie zmniejszając ślad węglowy produkcji części samochodowych nawet o 25%.

Źródło: European Bioplastics: Dane rynkowe za rok 2024 dotyczące zrównoważonych matryc kompozytowych

4. Zaawansowane technologie produkcyjne w Dongli

W Jiangyin Dongli New Materials wykorzystujemy wiele technologii przetwarzania, aby zapewnić optymalną kompatybilność żywicy z włóknami. Nasze możliwości obejmują:

• Autoklaw: Konsolidacja pod wysokim ciśnieniem do zastosowań w przemyśle lotniczym rolka tkaniny z włókna węglowego laminaty.
• RTM (formowanie transferowe żywicy): Precyzyjny wtrysk żywicy do zamkniętych form do masowej produkcji samochodów.
• PCM i WCM: Technologie szybkiego utwardzania na potrzeby rozwoju sprzętu sportowego o dużej wydajności.

Zachowując pełną kontrolę procesu, począwszy od tkania Tkanina z włókna węglowego o splocie diagonalnym 3K aż do końcowego natryskiwania, eliminujemy zmienne, które prowadzą do rozwarstwienia i uszkodzeń strukturalnych.

Wniosek: Wybór właściwej macierzy

Do większości zastosowań konstrukcyjnych obejmujących skośny splot 3K rolka tkaniny z włókna węglowego i infuzji próżniowej, żywica epoksydowa do infuzji pozostaje profesjonalnym wyborem ze względu na doskonałe wiązanie mechaniczne i niski skurcz. Jednakże ester winylowy pozostaje ważną alternatywą dla projektów wrażliwych na koszty, wymagających wysokiej odporności chemicznej. Niezależnie od wyboru żywicy, jakość wzmocnienie z włókna węglowego do infuzji próżniowej — w tym jego rozmiar i stabilność splotu — ma ogromne znaczenie. Jiangyin Dongli New Materials Technology Co., Ltd. w dalszym ciągu dostarcza najwyższej klasy rozwiązania w zakresie włókien, pomagając naszym globalnym partnerom osiągnąć sukces w sektorach lotniczym, motoryzacyjnym i sportowym.

Często zadawane pytania (FAQ)

• Dlaczego do infuzji preferowany jest diagonal 3K zamiast tkaniny o splocie płóciennym?
  Twill 3K zapewnia lepszą „drapowalność” na skomplikowanych krzywiznach i ogólnie zapewnia nieco większe natężenie przepływu żywicy podczas infuzji w porównaniu do ciaśniejszego splotu płóciennego.
• Czy potrzebuję określonego rozmiaru dla żywic epoksydowych?
  Tak, większość rolka tkaniny z włókna węglowego produkty są pokryte klejem kompatybilnym z epoksydami, aby ułatwić wiązanie chemiczne pomiędzy włóknem a matrycą.
• Jaki jest idealny stosunek żywicy do włókna przy infuzji próżniowej?
  Zazwyczaj infuzja próżniowa ma na celu uzyskanie stosunku wagowego włókna do żywicy wynoszącego 60:40 lub 70:30, aby zmaksymalizować wytrzymałość przy jednoczesnej minimalizacji wagi.
• Czy mogę używać żywicy poliestrowej z włóknem węglowym?
  O ile to możliwe, nie jest zalecany do części konstrukcyjnych ze względu na słabe wiązanie wtórne i duży stopień skurczu, co może prowadzić do przebijania powierzchni.
• Jakie warunki przechowywania są wymagane w przypadku rolki tkaniny z włókna węglowego?
  Tkaniny należy przechowywać w pomieszczeniu o regulowanym klimacie (chłodnym i suchym), aby zapobiec wchłanianiu wilgoci, która może zakłócać zwilżanie żywicy.