Вуглецеве волокно - Пультрудований промінь вітру

Впровадження процесу виробництва пултрузій

Як використовувати нову чисту енергію, щоб замінити традиційні ресурси нафти та вугілля, стало гострим питанням, що викликає соціальне занепокоєння, у важливому історичному вузлі не лише розвитку економіки, але й досягнення цілі подвійного вуглецю. більше уваги.

Минуло майже сто років з моменту винаходу технології виробництва енергії вітром. Відповідна технологія відносно зріла, але вона також стикається зі значними проблемами. Лопаті, основні компоненти обладнання для виробництва енергії вітру, в даний час в основному виготовляються з композитних матеріалів, армованих скловолокном (GFRP), які мають хорошу міцність і жорсткість і низьку вартість виробництва. З поступовим зростанням вимог до потужності генераторної установки необхідно поступово збільшувати відповідний розмір лопаті, а також висуваються більш високі технічні вимоги до вимог до продуктивності, таких як міцність і жорсткість матеріалу. З цієї причини використання вуглеволокна при виготовленні великих лопатей стало найкращим вибором.

Дані досліджень показують, що лише заміна скловолокнистих композитних матеріалів на вуглепластикові композитні матеріали в балках зменшує вагу лопаті на 12 відсотків і має вищу жорсткість і стійкість до втоми, одночасно зменшуючи витрати на транспортування, установку та обслуговування. життя, вартість використання всього його життєвого циклу нижча.

Існує багато методів формування композитних матеріалів з вуглецевого волокна, а також є багато варіантів виробництва та виготовлення листів композитних матеріалів, таких як процес препрега, процес вливання вуглецевої тканини та процес пултрузії. Серед них процес пултрузії – це метод формування для безперервного виробництва композитних матеріалів, армованих волокнами фіксованого перерізу. Технологія розпочалася в Сполучених Штатах у 1948 році і була розроблена та просувана по всьому світу.

Пультрудовані профілі широко використовуються в електрообладнанні, корозійно-стійких деталях, будівельному машинобудуванні, транспортній промисловості, військовій та інших галузях і в даний час знаходяться на стадії бурхливого розвитку. Пультрузія теоретично може виробляти вироби будь-якої довжини. Типова швидкість пултрузійної лінії становить 0.2~1,5 м/хв, швидка швидкість створення прототипів може досягати більше 4 м/хв, і одночасно можна виробляти декілька продуктів, що значно покращує ефективність формування. підходить для масового виробництва; крім того, виробничий процес може бути повністю автоматизований і контрольований, а форма поперечного перерізу виробу може бути серійна і стандартизована, що значно знижує дискретність якості композитних виробів, і має стабільну продуктивність; високий вміст волокна, до 80 відсотків, оскільки волокна повністю випрямляються під дією натягу під час формування, властивості волокна можуть бути повністю виявлені, поздовжні механічні властивості є видатними, а рівень використання сировини може досягати більше 95 відсотків .

Етапи пултрузії: подача волокна-направлення волокна-просочення смолою-преформування-пултрузія-витягування-різання-пултрузія продуктів, формуюча частина нагріву, як правило, поділяється на зону попереднього нагрівання, зону гелю та зону затвердіння, як показано на фіг. Існуючі пултрузійні смоли включають епоксидні смоли, вінілові смоли та ненасичені поліефірні смоли.

Як ефективний виробничий процес для виробництва композитних матеріалів фіксованого перерізу, пултрузія надзвичайно сувора у налаштуванні та регулюванні обладнання та параметрів процесу, і будь-які невеликі зміни або нанопомилки призведуть до дефектів якості продукції та відходів. У цьому документі коротко представлено структуру продукту, вибір матеріалу та процес виробництва вітрових пултрудованих балок з вуглецевого волокна (вуглецевих балок). Деякі параметри даних і співвідношення наведені лише для довідки.

Структура виробу та вибір матеріалу

Вуглецева балка складається з корпусу плати з композитного матеріалу, лівого захисного шару, верхньої тканини, правого захисного шару та нижньої тканини. Волокно основної частини плати з композитного матеріалу - це вуглецеве волокно, а об'ємний вміст волокна становить від 50 до 80 відсотків; армуючим матеріалом захисного шару з лівого та правого боків плити з композитного матеріалу є скловолокно, кількість становить не менше 1 на кожну сторону.

Смола матеріалу вибирається з високоефективної епоксидної смоли, затверджувач переважно є рідким ангідридом кислоти, прискорювачем переважно є третинний амін, а звільняє агентом переважно є звільнювач епоксидного типу. Співвідношення змішування має бути епоксидна смола: затверджувач: прискорювач: розчинник=100: (80-110): (0.5-2.0): ( 0.5-2.5).

Верхня і нижня ганчірки виготовлені з нейлону або поліестеру. З одного боку, вільна тканина може захистити вуглецевий промінь від пошкодження подряпинами та подряпинами під час упаковки та транспортування продукту. Крім того, шорстка поверхня, утворена вуглецевим променем після видалення тканини для вивільнення під час використання, може підвищити міцність зчеплення виробу. Виключіть процес шліфування вуглецевих балок, заощаджуючи людино-години та витрати.

Процес виробництва

Підготуйте пултрузійну матрицю довжиною 900 мм і закріпіть її на тримачі пултрузійної машини. Встановіть вказану кількість вуглецевих волокон 48K або 24K на шпульці та пропустіть послідовно через ємність для занурення, формувальну матрицю, формувальну матрицю, а потім введіть у витяжну машину.

Температуру трьох зон формувальної матриці встановлюють і нагрівають за потреби. Після того, як температура формувальної матриці збалансована, підготовлену смолу додають у резервуар для занурення, волокна занурюють у 2-4 шари, а швидкість пултрузії встановлюється на 0.2–0 0,5 м/хв. , Після того, як вуглецеве волокно занурено, воно крок за кроком екструдується через екструзійний валик, матрицю для попереднього формування тощо, щоб повністю зменшити вміст клею в зануреній вуглецевій пряжі перед входом у форму, а верхня та нижня тканини для звільнення потрапляють у форму. формувальна матриця разом з волокном.

Після того як сформований лист охолоджується сильфоном, він потрапляє в трактор і намотувач, перетворюючись на готовий композитний лист.