Diferenças nos processos
Tubos de fibra de carbono são geralmente feitos por pultrusão, enrolamento e laminação.
Esses processos têm suas próprias vantagens e desvantagens: a moldagem por pultrusão é fácil de obter continuidade da fibra, mas não consegue obter mudanças arbitrárias no ângulo da fibra.
O processo de enrolamento pode ser projetado de acordo com a lei de enrolamento das condições de estresse do produto, pode dar total liberdade à resistência da fibra, a garantia máxima das propriedades estruturais exigidas pelo tubo, mas a adaptabilidade da moldagem de enrolamento é pequena, não pode ser enrolada em torno de nenhuma forma estrutural do produto.
O processo de laminação tem um alto grau de automação mecânica, o tubo acabado é mais resistente do que o processo de pultrusão e a aparência também pode criar um padrão de tecelagem 3k, que é aplicável a uma gama mais ampla, e o custo é relativamente mais alto.
Seleção de matérias-primas
A resistência dos tubos de fibra de carbono é determinada pelo material de fibra de carbono. As diferentes séries de fios de fibra de carbono apresentam diferenças muito grandes em propriedades mecânicas e custos, o que determina, em última análise, o desempenho e o preço dos tubos de fibra de carbono.
A escolha da resina não deve ser ignorada, o principal papel da resina é unir as fibras de carbono, distribuir a carga entre as fibras de carbono e proteger as fibras de carbono das influências ambientais, a escolha da matriz de resina deve seguir os princípios de cura fácil, forte força adesiva, baixo encolhimento e boas propriedades mecânicas.
Material do mandril
Moldes de núcleo feitos de diferentes materiais afetam a precisão da superfície e o desempenho do tubo.
A produção de alguns tubos de fibra de carbono de baixo custo usa álcool polivinílico, areia, madeira, fibra de vidro e outros materiais para fazer o molde do núcleo enrolado. No entanto, estes materiais não podem tolerar temperaturas de cura acima de 150 graus e o nível de mão-de-obra é demasiado áspero para produzir tubos de fibra de carbono de alta qualidade.
Aço e duralumínio são dois materiais de núcleo mais comumente usados. O aço é mais denso e duro que o duralumínio, mas seu coeficiente de expansão térmica não é tão alto quanto o do duralumínio. Os tubos de carbono de alto desempenho precisam ser curados em altas temperaturas, e os sistemas de resina epóxi podem ser curados em até 170 graus. A pressão de cura interna gerada pela expansão térmica do duralumínio é uma boa forma de melhorar a densidade e as propriedades mecânicas dos tubos de carbono.
Pontos técnicos de desmoldagem
Para facilitar a desmoldagem, um agente de liberação é geralmente aplicado à superfície do mandril antes do enrolamento. No entanto, na fabricação de tubos de fibra de carbono de alto desempenho, agentes de liberação de base orgânica são propensos a penetrar na resina durante o processo de cura, causando danos aos tubos acabados e afetando seu desempenho.
Para evitar isso, selecionar um agente de liberação contendo flúor pode efetivamente reduzir defeitos.
Os mandris precisam ser usados repetidamente. Se você usar rotação ou fixação para remover a cabeça durante a desmoldagem, isso causará danos à superfície do mandril.
Você precisa usar adesivo de alta temperatura para remendar a ferida ou usar solda e depois lixar no local, caso contrário, isso afetará diretamente a qualidade dos produtos do próximo lote de tubos de fibra de carbono.
Os tubos de fibra de carbono têm mais vantagens de desempenho do que os tubos de metal tradicionais, como alta resistência, resistência à corrosão, pequeno coeficiente de expansão térmica, resistência à fluência, autolubrificação, resistência à fadiga, longa vida útil, mas também absorção de energia e sísmica, o mais crítico é a densidade de pequena qualidade e peso leve, pode ser igual à redução de peso do tubo de aço de mais de 80%.
Mas, a partir da aplicação da situação, os tubos de fibra de carbono podem realmente refletir as vantagens de desempenho acima, ou pela produção real de muitos fatores técnicos.
