تكنولوجيا تصنيع ألواح ألياف الكربون

إن عملية تصنيع ألواح ألياف الكربون هي عملية معقدة ودقيقة، وتتكون في المقام الأول من الخطوات التالية:

1. تحضير مادة مسبقة التشريب من ألياف الكربون : يتم خلط ألياف الكربون مع الراتينج بنسب محددة لتكوين مادة مسبقة التشريب. يتم أولاً تجفيف ألياف الكربون لإزالة الرطوبة والشوائب، ثم يتم إضافة الراتينج وفقًا لمتطلبات المنتج. أثناء عملية الخلط، يجب إيلاء اهتمام خاص لكمية الراتينج المستخدمة وتوحيد الخليط.

2. التشكيل: يمكن لعملية التشكيل أن تستفيد من طرق مختلفة، مثل القولبة بالضغط والقولبة بالحقن.

صب الضغط: يتم وضع مادة ألياف الكربون المشبعة مسبقًا في قالب معدني، حيث يتم تطبيق الضغط لإخراج أي فائض من الراتينج. ثم يتم معالجتها في درجات حرارة عالية لتشكيل المنتج النهائي، والذي يتم الحصول عليه بعد إزالة القالب. هذه الطريقة مناسبة لصنع أجزاء السيارات، وغيرها.
القولبة بالحقن: يتم حقن ألياف الكربون المسبقة التشريب في قالب، حيث يتم علاج الراتينج بالحرارة والضغط.

3. المعالجة: تتم معالجة الراتينج بالكامل عند درجة حرارة محددة. تتراوح أوقات المعالجة عمومًا من بضع ساعات إلى عدة أيام، ومن الضروري التحكم في كل من درجة الحرارة والضغط لضمان الخصائص الميكانيكية وجودة سطح المنتج.

4. المعالجة:
القطع: بعد إخراج المادة المسبقة التشريب من التخزين البارد، يتم استخدام آلة القطع الأوتوماتيكية لقطع المواد بدقة وفقًا لنمط المادة.
التركيب: يتم وضع المادة المسبقة التشريب على أدوات التركيب، مع وضع طبقات مختلفة وفقًا لمتطلبات التصميم، عادةً تحت وضع الليزر.
معالجة ما بعد التشكيل: بما في ذلك القطع، وإزالة النتوءات، وتحديد الأبعاد، وإزالة القصاصات، وما إلى ذلك. بالنسبة لألواح ألياف الكربون الأكثر سمكًا، يوصى باستخدام قواطع طحن الضغط ذات الحدين لقمع تقشير المادة.
الحفر: عند حفر ألواح ألياف الكربون، كلما زادت سرعة الدوران، كان التأثير أفضل. عادةً، يتم اختيار مثقاب PCD (الماس متعدد البلورات) ذي الثمانية حواف.

5. التنظيف: يتم إجراء التنظيف بالثلج الجاف في محطة التنظيف لإزالة عامل التحرير لتسهيل عملية اللصق اللاحقة.

6. اللصق: يتم تطبيق الغراء الهيكلي في محطة عمل روبوت اللصق. يتم ضبط موضع اللصق والسرعة وكمية تفريغ الغراء بدقة.

7. التجميع والفحص: بعد اللصق، يتم تجميع اللوحتين الداخلية والخارجية. بعد تصلب الغراء، يتم إجراء فحص الضوء الأزرق لضمان دقة أبعاد الثقوب الرئيسية والنقط والخطوط والأسطح.

تجدر الإشارة إلى أنه بسبب عدم تجانس المواد المركبة المقواة بألياف الكربون (CFRP)، غالبًا ما يحدث انفصال الألياف أو ألياف المصفوفة أثناء المعالجة، وبالتالي يكون هناك متطلبات أعلى للمعدات. تتسبب كمية كبيرة من حرارة القطع المتولدة أثناء عملية الإنتاج في تآكل شديد للمعدات. في الوقت نفسه، أصبحت متطلبات الجودة للمواد المركبة المقواة بألياف الكربون صارمة بشكل متزايد، مما يؤدي أيضًا إلى زيادة تكاليف المعالجة.

بالإضافة إلى ذلك، تتضمن عملية إنتاج ألواح ألياف الكربون أيضًا اختيار المواد الخام وإعدادها، والتحكم في بيئة الإنتاج، فضلاً عن الإنتاج الآمن وحماية البيئة. كل هذه عوامل رئيسية لضمان جودة وأداء ألواح ألياف الكربون.