프로세스의 차이점
탄소섬유 튜브는 일반적으로 풀트루전, 와인딩, 롤링을 통해 만들어집니다.
이러한 공정은 장단점을 가지고 있습니다. 풀트루전 성형은 섬유의 연속성을 쉽게 얻을 수 있지만 섬유 각도를 임의로 변경할 수 없습니다.
권선 공정은 제품의 응력 조건 권선 법칙에 따라 설계될 수 있으며, 섬유의 강도를 충분히 발휘하여 파이프에 필요한 구조적 특성을 최대한 보장할 수 있습니다. 그러나 권선 성형의 적응성이 작아 제품의 어떤 구조적 형태에도 감쌀 수 없습니다.
압연 공정은 기계적 자동화 수준이 높고, 완성된 파이프는 풀트루전 공정보다 강도가 더 높고, 외관도 3K 직조 패턴을 만들 수 있어 적용 범위가 더 넓지만 비용도 비교적 높습니다.
원자재의 선정
탄소 섬유 튜브의 강도는 탄소 섬유 재료에 의해 결정되며, 기계적 특성과 비용 차이의 다양한 탄소 섬유 탄소 원사 시리즈도 매우 크며 궁극적으로 탄소 섬유 튜브의 성능과 가격을 결정합니다.
수지의 선택을 무시해서는 안 됩니다. 수지의 주요 역할은 탄소 섬유를 서로 붙이고 탄소 섬유 사이에 하중을 분산하며 환경 영향으로부터 탄소 섬유를 보호하는 것입니다. 수지 매트릭스의 선택은 다음 원칙을 따라야 합니다. 경화가 쉽고 접착력이 강하며 수축률이 낮고 기계적 성질이 좋습니다.
맨드렐의 재질
다양한 재료로 만들어진 코어 몰드는 파이프의 표면 정확도와 성능에 영향을 미칩니다.
일부 저가 탄소 섬유 튜브 생산에서는 폴리비닐 알코올 모래, 목재 유리 섬유 및 기타 재료를 사용하여 와인딩 코어 몰드를 만듭니다. 그러나 이들 소재는 150도 이상의 경화 온도를 견딜 수 없고, 고품질 탄소섬유 튜브를 생산하기에는 제작 수준이 너무 거칠다.
강철과 두랄루민은 더 일반적으로 사용되는 두 가지 핵심 재료입니다. 강철은 두랄루민보다 밀도가 높고 단단하지만 열팽창 계수는 두랄루민만큼 높지 않습니다. 고성능 카본 튜브는 고온에서 경화되어야 하며, 에폭시 수지 시스템은 최대 170도까지 경화될 수 있습니다. 두랄루민의 열팽창으로 인해 발생하는 내부 경화 압력은 탄소 튜브의 밀도와 기계적 특성을 향상시키는 좋은 방법입니다.
탈형 기술 포인트
탈형을 용이하게 하기 위해 일반적으로 권취 전에 맨드릴 표면에 이형제를 도포합니다. 그러나 고성능 탄소섬유 튜브 제조에 있어서 유기계 이형제는 경화 과정에서 수지에 침투하여 완성된 튜브를 손상시키고 성능에 영향을 미치기 쉽습니다.
이를 방지하기 위해 불소 함유 이형제를 선택하면 결함을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
맨드릴은 반복적으로 사용해야 하며, 탈형 중에 헤드를 제거하기 위해 터닝이나 클램핑을 사용하면 맨드릴 표면이 손상될 수 있습니다.
상처를 패치하거나 용접을 사용하려면 고온 접착제를 사용해야 합니다. 그런 다음 제자리에서 연삭해야 합니다. 그렇지 않으면 다음 탄소 섬유 튜브 배치의 제품 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.
탄소섬유 튜브는 고강도, 내식성, 열팽창 계수가 낮고, 크리프 저항성, 자체 윤활성, 피로 저항성, 긴 사용 수명과 같은 전통적인 금속 파이프에 비해 성능상의 이점이 많을 뿐만 아니라 에너지 흡수성 및 내진성도 있습니다. 가장 중요한 것은 밀도가 작고 품질이 가벼워 강철 파이프보다 80% 이상 무게를 줄일 수 있습니다.
하지만 상황을 적용해보면 탄소섬유 튜브는 실제로 위에서 언급한 성능상의 이점을 반영할 수 있으며, 많은 기술적 요소의 실제 생산을 통해 이를 증명할 수 있습니다.
