01 مزايا أنابيب ألياف الكربون
في السنوات الأخيرة ، أصبحت أنابيب ألياف الكربون أكثر شيوعًا في العديد من المجالات ، مثل السيارات والأتمتة والروبوتات الصناعية. ما الذي يجعلها تبرز في منافسة المعادن مثل الألمنيوم أو التيتانيوم؟
يحتوي أنبوب ألياف الكربون على قوة شد عالية بما يكفي ليحل محل الفولاذ أو التيتانيوم أو الألومنيوم في التطبيقات التي يكون فيها الوزن عاملاً مهمًا. تحت نفس القوة ، تبلغ كثافة مركب ألياف الكربون ثلث كثافة الفولاذ. كما أنها مقاومة للتآكل ، ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية ولديها حد أدنى من التمدد الحراري. وفقًا للتصميم المحدد لأنبوب ألياف الكربون ، يمكن أن يكون صلبًا أو مرنًا.
تشمل المزايا الرئيسية لأنابيب ألياف الكربون ما يلي:
l قوة وصلابة عالية
l مقاومة ممتازة للإجهاد
l ثبات الأبعاد: انخفاض CTE (معامل التمدد الحراري)
l المقاومة للتآكل
l X - شفافية الأشعة
نوعان من أنابيب ألياف الكربون
يمكن تصميم أنابيب ألياف الكربون لتوجيه طبقة الألياف في زوايا مختلفة لجعلها مناسبة لتطبيقات محددة. على سبيل المثال ، أنبوب ألياف الكربون مع 0الدرجة العلميةالتصفيح الهيكلي يحتوي على ألياف مرتبة في اتجاه واحد ، والتي يمكن أن تحقق قوة وصلابة خطية ؛ يمكن أن تقاوم الانحناء ، ولكن من السهل سحقها إذا تأثرت ؛ لذلك ، يتم استخدامها عادة في الهياكل الداعمة. أنابيب من ألياف الكربون ذات 0الدرجة العلمية/ 90 الدرجة العلميةالتصفيح الإنشائي به ألياف مصطفة في كلا الاتجاهين لمقاومة البثق والتشوه بشكل أفضل من الأنابيب ذات 0الدرجة العلميةالتصفيح الهيكلية.
يمكن تخصيص أنابيب ألياف الكربون. لذلك ، باستخدام - تقنية متطورة وأحدث التقنيات ، يمكن تجهيز الأنابيب بأشكال مختلفة ، بما في ذلك بشكل أساسي:
l أنبوب مربع من ألياف الكربون
l أنبوب مستطيل من ألياف الكربون
l أنبوب من ألياف الكربون سداسية
l أنبوب بيضاوي من ألياف الكربون
l أنبوب مخروطي من ألياف الكربون (قطر أحد الطرفين أصغر من الطرف الآخر)
03 معالجة أنابيب ألياف الكربون
وفقًا لطريقة المعالجة ، يمكن تقسيم أنابيب ألياف الكربون إلى: أنبوب من ألياف الكربون مسبقة التقوية ، وأنابيب ألياف الكربون المنسوجة ، وأنابيب ألياف الكربون ذات الثقوب ، إلخ.
لف أنبوب ألياف الكربون قبل التقديم:
يتم تصنيع أنبوب ألياف الكربون المسبق الملولب عن طريق لف نسيج قطني متعدد الطبقات {0}} أو قماش أحادي الاتجاه من ألياف الكربون على قالب معدني ثم معالجته في درجة حرارة عالية. هذا النوع من أنابيب ألياف الكربون مناسب جدًا للتطبيقات التي تتطلب أعلى صلابة للثني وأقل وزن ، مثل الأتمتة والروبوتات والقضبان التلسكوبية ومكونات الطائرات بدون طيار. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لهذه البكرات الطويلة أن تختار ألياف كربون ذات معامل عالٍ وألياف كربون ذات معامل عالٍ للغاية {{1} ، فضلاً عن الأقمشة الخارجية ، مثل أقمشة كيفلر الملونة.
أنبوب ألياف الكربون المضفر:
يتكون أنبوب ألياف الكربون المضفر من نسيج مضفر من ألياف الكربون ونسيج أحادي الاتجاه. تتميز بخصائص التواء ممتازة وقوة ضغط وهي مثالية لتطبيقات عزم الدوران العالي. أنابيب الكربون هذه مستديرة ، مستطيلة الشكل ومربعة ، يمكن تحسينها محوريًا أو مصنوعة من ألياف الكربون بمعامل أعلى لزيادة صلابة الانحناء.
أنبوب ألياف الكربون Pultruded:
Iيتم تحضير t باستخدام ألياف الكربون (مواصفات 12K في الغالب) وراتنج الإيبوكسي / راتينج الفينيل من خلال عملية قولبة pultrusion. أنبوب ألياف الكربون ذو pultruded له مواصفات مختلفة مثل المربع ، الدائري والمستطيل. يظهر الرسم التخطيطي للمنتج في الشكل أدناه.
04 التطبيق النموذجي لأنبوب ألياف الكربون
تستخدم أنابيب ألياف الكربون على نطاق واسع في مجال صناعة السيارات والدراجات. عندما يتم استخدام أنبوب ألياف الكربون في السيارات والدراجات النارية والدراجات ، فإنه يمكن أن يقلل الوزن. تشمل التطبيقات الرئيسية: نظام العادم للدراجة الرياضية أو سيارات السباق ، ونظام تعليق السيارات الرياضية مع زنبرك تعليق من ألياف الكربون ، وأجزاء السباق مثل الفرجار من ألياف الكربون أو قرص الفرامل من ألياف الكربون ، وسيارة السباق الخفيفة وإطار الدراجة الجبلية ، إلخ.
تشمل التطبيقات الشائعة الأخرى لأنابيب ألياف الكربون ما يلي:
l الحزم الفضائية والسبارات
l تلسكوب
l علم الروبوتات
l محور السهم
l مجداف الكاياك
l نموذج التحكم عن بعد
l Yacht
