Kas ir oglekļa šķiedras ražošana?

Oglekļa šķiedras ražošanas process sākas, ražotājiem apstrādājot izejvielas smalkās oglekļa šķipsnās. Tie sākas ar akmeņogļu darvas vai piķa pamatni, ko izmanto zemas kvalitātes oglekļa šķiedras izstrādājumu ražošanai. Lai iegūtu augstas kvalitātes produktus, ražotāji sāk ar poliakrilnitrila pamatmateriālu, kas sastāv no propilēna un amonjaka. Pēc tam, kad šis pamatmateriāls ir vairākas reizes karsēts, tas krasi maina struktūras. Galu galā materiāls pārvēršas oglekļa molekulu ķēdē, un visas pārējās molekulas pazūd.

Šīs oglekļa molekulas tiek sajauktas ar ķīmiskām vielām un tiek pakļautas procesam, kas pazīstams kā mitrā vērpšana. Slapjā vērpšanas laikā šķidrais oglekļa maisījums iziet cauri veidnei, kas pazīstama kā vērpējs un kurā ir daudz sīku caurumu. Spinneret veido materiālu garos, plānos oglekļa pavedienos. Sajaucot šos pavedienus ar epoksīda vai citiem sveķiem, ražotāji var ražot CFRP.

Oglekļa šķiedras ražošana ir diezgan precīza, un pat nelielas izmaiņas ražošanas laikā var ietekmēt produkta kvalitāti. Katra oglekļa šķiedras ražošanas iekārta visā šajā ražošanas procesā izmanto savu unikālo pamatmateriālu, ķīmisko vielu un temperatūras diapazonu maisījumu. Tas rada smalkas atšķirības starp oglekļa šķiedras materiāliem dažādiem ražotājiem.

Ražotāji veido oglekļa šķiedru dažādos produktos, izmantojot vairāku veidu ražošanas procesus. Tie var izveidot veidnes no stiklplasta vai metāla atsevišķu detaļu liešanai. Izkausētās oglekļa šķiedras pastiprinātas plastmasas bieži vien tiek slāņotas ar sieta loksnēm, lai palielinātu izturību un stabilitāti formēšanas procesā. Uzņēmumi var arī izspiest kausētu oglekļa šķiedras plastmasu caur tērauda presformu, lai veidotu dažādas formas.

Kopš izgudrošanas 20. gadsimta vidū oglekļa šķiedras ražošana ir izmantota lidmašīnu, laivu un automašīnu ražošanai. Kopš tā laika tas ir plaši izmantots arī sporta preču, piemēram, velosipēdu, tenisa rakešu un zelta nūju, ražošanai. Līdz 21. gadsimta sākumam vēja enerģijas nozare bija kļuvusi par pasaulē lielāko oglekļa šķiedras patērētāju, ko izmanto liela mēroga vēja turbīnu ražošanai.