Cum este fabricată fibra de carbon?

Cum este fabricată fibra de carbon?

Fibra de carbon este considerată materialul de vis al fiecărui inginer, deoarece este ușoară și, în același timp, incredibil de durabilă. Este format din mii de șiruri paralele. Aceste corzi pot fi răsucite sau țesute împreună în compozite din fibră de carbon. Fibra de carbon este un material atât de valoros, deoarece este de cinci ori mai rezistentă decât oțelul.

Pentru a face fibră de carbon, se folosește o fibră PAN din plastic. Este compus din mii de filamente care sunt mai subțiri decât părul uman. Ele îl modifică chimic pentru a forma un lanț de atomi de carbon care, la rândul lor, sunt utilizați pentru produsul final. Există mașini speciale în care aliniază mii de aceste fibre. După mașină, fibrele trec printr-un cuptor de oxidare timp de câteva minute.

Temperatura din cuptor este de aproximativ 480 de grade F. Din cauza acestei temperaturi, fibrele preiau molecule de oxigen din aer. Acest proces rearanjează structura atomică a fibrelor și le face rezistente la căldură. Pe măsură ce fibrele se oxidează, își schimbă culoarea și devin negre. După ce au fost oxidați, sunt gata pentru următorul proces, care este carbonizarea.

Fibrele sunt încălzite într-un amestec de gaz fără oxigen. Datorită acestui proces, atomii care nu sunt de carbon sunt expulzați. Atomii de carbon rămași sunt transformați în cristale cu legături strânse, paralele cu lungimea fibrei. Aici materialul își capătă rezistența. Fibrele călătoresc apoi printr-o baie de apă încărcată electric care marginea suprafața fibrelor, astfel încât acestea vor absorbi mai bine rășina.

Apoi, se aplică un strat preliminar ușor de rășină, care întărește legătura chimică a fibrelor cu rășina de turnare. După acest proces, fibrele sunt fie țesute într-o țesătură din fibră de carbon, fie amestecate cu rășină pentru a modela produsul. Poate fi o rolă de fir de fibră continuă, țesătură din fire de tip plasă și un produs preimpregnat, semifinisat pentru utilizare. Utilizarea prepreg este răspândită în întreaga lume.

Rășina este o formulă de epoxid cuplată cu întăritori și acceleratori sub formă de pudră. Muncitorii toarnă rășina într-o mașină de filmat, care imprimă rășina într-un strat umed subțire pe hârtie. Între timp, o altă mașină organizează 200 până la 300 de fibre de carbon într-o pânză de fibră de carbon. Grosimea benzii determină grosimea foii preimpregnate.

De obicei, două role de hârtie acoperită cu rășină sunt montate pe mașina de impregnare cu rășină. Un element de încălzire încălzește țesătura pe măsură ce intră pentru a facilita absorbția rășinii. Apoi, banda încălzită de fibră de carbon este prinsă între două foi de hârtie acoperită cu rășină. Datorită rolelor încălzite de înaltă presiune, rășina pătrunde în milioanele de filamente de fibră de carbon.

Într-un loc de răcire, rășina lichidă se transformă într-un gel, astfel încât la următoarea stație, hârtia să poată fi îndepărtată. În următoarea stație, partea superioară a foii preimpregnate este acoperită cu o peliculă de poliester. După aceea, foaia este înfășurată într-o rolă. În laboratorul fabricii, tehnicienii efectuează teste de control al calității pe mostre preimpregnate. O astfel de testare asigură că fibra de carbon oferă rezistență, durabilitate și rezistență la căldură optime.

Inutil să spun că producătorii din întreaga lume folosesc diverse tehnici care sunt secrete ale companiei, dar, în sens larg, procesul de creare a fibrei de carbon menționat mai sus este cel pe care îl urmează toată lumea.