Како се праве карбонска влакна?

Како се праве карбонска влакна?

Карбонска влакна се сматрају материјалом из снова сваког инжењера јер су лагана и, у исто време, невероватно издржљива. Састоји се од хиљада паралелних жица. Ове жице могу бити уплетене или уткане заједно у композите од угљеничних влакана. Карбонска влакна су тако вредан материјал јер су пет пута јача од челика.

За израду карбонских влакана користи се пластично ПАН влакно. Састоји се од хиљада филамената који су тањи од људске косе. Они га хемијски мењају да би формирали ланац атома угљеника који се заузврат користе за коначни производ. Постоје посебне машине у којима поређају хиљаде ових влакана. Након машине, влакна путују кроз оксидациону пећ неколико минута.

Температура у пећници је око 480 степени Ф. Због ове температуре, влакна покупе молекуле кисеоника из ваздуха. Овај процес преуређује атомску структуру влакана и чини их отпорним на топлоту. Како влакна оксидирају, мењају боју и постају црне. Након оксидације, они су спремни за следећи процес, а то је карбонизација.

Влакна се загревају у смеши гаса без кисеоника. Захваљујући овом процесу, неугљенични атоми се избацују. Преостали атоми угљеника се трансформишу у чврсто повезане кристале, који иду паралелно са дужином влакна. Овде материјал добија своју снагу. Влакна затим путују кроз каду са електрично наелектрисаном водом која обрушава површину влакана како би боље апсорбовала смолу.

Затим се наноси лагани прелиминарни слој смоле, који појачава хемијску везу влакана са смолом за обликовање. Након овог процеса, влакна су или уткана у тканину од угљеничних влакана или помешана са смолом да би се обликовао производ. То може бити ролна непрекидне влакнасте нити, ткана тканина од мрежастих нити и препрег производ, полупроизвод за употребу. Употреба препрега је широко распрострањена широм света.

Смола је формула епоксида у комбинацији са прашкастим учвршћивачима и акцелераторима. Радници сипају смолу у машину за снимање, која штампа смолу у танком влажном слоју на папир. Друга машина у међувремену организује 200 до 300 угљеничних влакана у мрежу од угљеничних влакана. Дебљина мреже одређује дебљину препрег лима.

Обично се две ролне папира обложеног смолом монтирају на машину за импрегнацију смоле. Грејни елемент загрева мрежу док улази како би олакшао апсорпцију смоле. Затим, загрејана мрежа од угљеничних влакана је у сендвичу између два листа папира обложеног смолом. Захваљујући загрејаним ваљцима под високим притиском, смола продире кроз милионе филамената од угљеничних влакана.

На месту за хлађење, течна смола се претвара у гел тако да се на следећој станици папир може уклонити. У следећој станици, врх препрег листа је прекривен полиестерским филмом. Након тога, лист се намотава у ролну. У лабораторији фабрике, техничари спроводе тестове контроле квалитета на узорцима препрега. Такво тестирање осигурава да карбонска влакна испоручују оптималну снагу, издржљивост и отпорност на топлоту.

Непотребно је рећи да произвођачи широм света користе различите технике које су тајне компаније, али у ширем смислу, горе поменути процес стварања угљеничних влакана је онај који сви прате.