碳纤维和碳纤维增强塑料 (CFRP)

碳纤维和碳纤维增强塑料 (CFRP)

碳纤维增强塑料 (CFRP) 是一种真正的高科技材料。它的性能远超钢铁和铝,不断开拓新的应用领域,已成为许多领域不可或缺的材料。我们将带您踏上碳纤维世界的探索之旅,看看微观细小的纤维最终如何变成碳纤维增强塑料。

什么是碳纤维?

碳纤维是工业生产的纤维,经过精炼后几乎完全由碳组成。它们非常微小,比人的头发细约八倍。

为了使它们适用于各种用途,将 1000 到 60000 根长丝组合成复丝纱(粗纱),然后缠绕在线轴上。

碳纤维是如何生产的?

碳纤维是高科技制造工艺的产物。它从聚丙烯腈 (PAN) 等起始产品开始。聚丙烯腈是一种白色粉末状固体。它坚硬而有弹性,并且耐化学品和溶剂。在第一个工艺步骤中,从中生产出细线,然后将其卷绕到线轴上——所谓的 PAN“前体”就此诞生。

下一步,这些线被放入烤箱。首先,它们在 200 至 300 摄氏度下氧化,然后在 1200 至 1800 摄氏度下碳化。剩下的是碳含量非常高且强度很高的线。经过表面处理和上浆后,碳纤维被卷起来并准备使用。

碳纤维有哪些类型?

在生产前体时,所需的性能已赋予后续的碳纤维。碳纤维的主要区别在于以下特性:

  • 粗纱中单根纤维或长丝的数量
  • 细丝的直径和形状
  • 强度和模量以及由此产生的伸长率
  • 表面特性也决定了以后与复合材料中各种塑料系统的协调性

根据最终应用,对碳纤维和碳纤维增强塑料部件的要求也会发生变化。虽然模量对于一种应用特别重要,但拉伸强度下的模量可能是另一种应用的主要因素。

CFRP 是什么意思?

CFRP 是碳纤维增强塑料的缩写。CFRP 是一种由多种成分组成的材料:一种基础或载体物质(也称为基质),以及第二种增强成分碳纤维(嵌入基质中)。通常选择合成树脂作为基质材料。固化复合材料具有不同的机械性能,具体取决于所用碳纤维的类型、基质和制造工艺。

CFRP 是如何生产的?

生产 CFRP 的方法多种多样,根据应用的不同,在生产成本和/或性能范围方面具有不同的优势。然而,CFRP 制造过程的开始始终是碳纤维。碳纤维被编织或铺成碳纤维纺织品,甚至使用纺织行业已知的工艺进行编织或缠绕。

制造 CFRP 组件,从原型到批量生产。采用以下生产技术:

  • 预浸料压制成型
  • 高压釜技术
  • 绕线方法
  • 吹制方法
  • RTM工艺(树脂传递模塑)
  • 湿压
  • 编织
  • 铺带
  • 纤维铺放

CFRP 具有哪些特性?

CFRP 主要用于其他材料达到其承载能力极限的地方。最重要的是,它的轻质和耐久性非常重要:CFRP 比钢轻五倍,重量仅为铝的 60% 左右。

其他特性包括高疲劳强度、X 射线透明度和低热膨胀。可以有针对性地影响、控制和优化单个组件的特定特性。

CFRP 应用于哪些领域?

CFRP 的应用范围是无限的。如今,CFRP 最常见的应用领域是航空航天、汽车和风能。在医疗技术、机器人技术、自动化技术、测量技术和光学以及机械工程和体育休闲领域,CFRP 可以以多种不同的方式使用。

我们为几乎所有应用领域提供 CFRP 解决方案,并为客户提供整个价值链方面的建议 – 从纤维到设计、原型和批量生产。请联系我们!

CFRP的价格是多少?

CFRP 的成本是多少,不能一概而论。价格非常个性化,取决于 CFRP 的开发、类型、生产和相应的生产件数。

CFRP 和 GFRP 有何区别?

碳纤维增强塑料 (CFRP) 和玻璃纤维增​​强塑料 (GFRP) 的主要区别在于所使用的纤维不同。顾名思义,碳纤维用于 CFRP,而玻璃纤维用于 GFRP。基于碳纤维的塑料强度明显更高,而且由于密度较低,重量也更轻。另一方面,玻璃纤维更便宜,因此经常使用。

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