Раскатка углеродного жгута: пневматическая и вибрационная раскатка для тонкослойных композитов

Введение

Раскатка углеродного жгута — важный промежуточный процесс в производстве тонкослойного препрега и тканей из раскатанного жгута. Стандартные углеродные жгуты — обычно 12K (12 000 волокон) или 24K (24 000 волокон) — поступают от производителя в виде компактных пучков с поперечным сечениемapproximately 3–5 мм.

Для многих высокопроизводительных ứngлений эта естественная геометрия жгута слишком узкая и толстая. Раскатка жгута трансформирует компактный жгут в широкую тонкую ленту — обычно 25–50 мм шириной — обеспечивая производство препрега с поверхностной массой 40–60 г/м².

Физика раскатки жгута

Углеродные жгуты состоят из тысяч отдельных волокон, удерживаемых вместе пропиткой и межволоконным трением. Ключевые физические параметры включают коэффициент трения (0,2–0,4), натяжение жгута (0,5–2,0 сН/текс) и коэффициент раскатки (2,0–4,0×).

Пневматическая технология раскатки

Пневматическая раскатка использует контролируемый воздушный поток для разделения и перераспределения волокон. Конфигурации включают каналы Вентури, противоположные сопла и воздушные ножи.

Механические методы раскатки

Механическая раскатка использует физический контакт между жгутом и элементами раскатки — стержнями, роликами или поверхностями с канавками.

Вибрационная технология раскатки

Вибрационная раскатка применяет высокочастотное механическое колебание к раскатному элементу. Резонансные системы работают на 200–800 Гц, ультразвуковые — на 20–40 кГц.

Производство тонкослойного препрега

Основное применение раскатанного жгута — производство тонкослойного препрега. Тонкослойный препрег обеспечивает улучшенную усталостную прочность (2–5×), лучшее сопротивление удару (20–40%) и снижение веса на 10–15%.

Заключение

Раскатка жгута — зрелая, но развивающаяся технология, обеспечивающая производство тонкослойного углеродного препрега с превосходными механическими свойствами.