ໄຟເບີກາໂບນທີ່ມີເຣຊິນແລ້ວ: ວັດຖຸທີ່ເລືອກໃຊ້ສຳລັບການນຳໃຊ້ທາງດ້ານວິສະວະກຳຂັ້ນສູງ

ເສັ້ນໄຍກາໂບນທີ່ຖືກປູກລ່ວງໆ ແມ່ນຫຍັງ?

ຢ່າງງ່າຍດາຍ, prepreg ແມ່ນ 'ຜະລິດຕະພັນກາງ' ຂອງເສັ້ນໄຍກາໂບນ. ມັນປະກອບດ້ວຍເສັ້ນໄຍກາໂບນທີ່ຖືກຈັບຄູ່ເຂົ້າກັບເຮືອນເຄມີ. ເພື່ອອธິບາຍໃຫ້ເຂົ້າໃຈງ່າຍ: ເສັ້ນໄຍກາໂບນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນ 'ເຫຼັກເສີມ', ຊ່ວຍໃຫ້ມີຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ຄວາມແໜ້ນ; ເຮືອນເຄມີເຮັດໜ້າທີ່ເປັນ 'ຊີເມັນ', ເຊື່ອມຕໍ່ເສັ້ນໄຍເຂົ້າດ້ວຍກັນ, ສົ່ງຜ່ານແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນ ແລະ ປ້ອງກັນ. ອີງຕາມນ້ຳໜັກ, ເຮືອນເຄມີປະກອບເປັນພຽງປະມານ 30% ຂອງວັດສະດຸທັງໝົດ, ແຕ່ມັນກຳນົດຄຸນລັກສະນະສຸດທ້າຍຂອງຜະລິດຕະພັນ ເຊັ່ນ: ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການແຕກຫັກ, ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ອຸນຫະພູມ, ແລະ ລະດັບການຕ້ານໄຟ.

ວັດສະດຸ 'ຜ້າ' ນີ້ ມີຄວາມຫນາເພີຍງ 0.1 ມີລີແມັດເທີ, ເທົ່າກັບເຈ້ຍ A4 ໜຶ່ງໃບ. ແຕ່ກໍຄືວັດສະດຸ prepreg ທີ່ບາງຫຼາຍນີ້ ທີ່ຖືກຈັດຊັ້ນທີ່ຊັ້ນ (ບາງຄັ້ງເຖິງ 300 ຊັ້ນ) ຈຶ່ງເປັນສິ່ງທີ່ສ້າງເປັນ 'ເຄືອບປ້ອງກັນ' ສຳລັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ສຳຄັນທາງໂຄງສ້າງ ເຊັ່ນ: ປີກ ແລະ ຕົວເຮືອບິນ.

ເບົາ: ເບົາກວ່າອາລູມິເນັຽມ ແຕ່ແຂງແຮງກວ່າເຫຼັກ

ຂໍ້ດີທີ່ເດັ່ນຊັດທີ່ສຸດຂອງວັດສະດຸຄາບອນໄຟເບີ ແມ່ນຄວາມແຂງແຮງຈຳເພາະ ແລະ ຄວາມຫຍືດຫຸ່ນຈຳເພາະທີ່ສູງຢ່າງຍິ່ງ. ຂໍ້ມູນການຄົ້ນຄວ້າສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງມັນເທົ່າກັບພຽງແຕ່ 1/5 ຂອງເຫຼັກ ແລະ ພຽງແຕ່ 1/2 ຂອງອາລູມິເນີ້ມ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມແຂງແຮງໃນການດຶງຂອງມັນແມ່ນປະມານ 990 MPa ແລະ ຄວາມຫຍືດຫຸ່ນໃນການດຶງຂອງມັນແມ່ນປະມານ 87 GPa; ຄວາມແຂງແຮງຈຳເພາະຂອງມັນສາມາດສູງກວ່າ 2.2 ເທົ່າຂອງເຫຼັກ.

ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ເຖິງແນວໃດກໍຕາມທີ່ຮັກສາລະດັບຄວາມແຂງແຮງໃຫ້ຄົງທີ່ ນ້ຳໜັກຂອງໂຄງສ້າງສາມາດຫຼຸດລົງຢ່າງມີນັກ. ໃນດ້ານການບິນອາວະກາດ ການນຳໃຊ້ວັດສະດຸປະກອບເສັ້ນໄຍກາບອນເພື່ອຜະລິດຊິ້ນສ່ວນຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ຕົວຖັງເຮືອບິນ ແລະ ປີກ ສາມາດບັນລຸການຫຼຸດລົງຂອງນ້ຳໜັກໄດ້ຫຼາຍກວ່າ 30 ເປີເຊັນ. ສຳລັບເຮືອບິນທີ່ສາມາດບິນໄດ້ທັງໃນອາກາດ ແລະ ນ້ຳ ເຊັ່ນ: ເຮືອບິນ AG600 ‘Kunlong’ ການຫຼຸດລົງຂອງນ້ຳໜັກຈາກຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຮັດຈາກວັດສະດຸປະກອບເທົ່ານັ້ນ ມີຄວາມເທົ່າເທີຍກັບນ້ຳໜັກຂອງຄົນ 5 ຫຼື 6 ຄົນ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການບິນມີຄວາມຫຼິ້ນລ່ຽນດີຂຶ້ນ ແລະ ມີປະສິດທິພາບໃນການໃຊ້ເຊື້ອເພິງດີຂຶ້ນຢ່າງມີນັກ. ໃນດ້ານຍານພາຫະນະພະລັງງານໃໝ່ ການນຳໃຊ້ວັດສະດຸປະກອບເສັ້ນໄຍກາບອນລະດັບ T800 ເພື່ອຜະລິດກ່ອງເກັບແບດເຕີຣີ່ ສາມາດບັນລຸການຫຼຸດລົງຂອງນ້ຳໜັກໄດ້ຈາກ 30 ເຖິງ 50 ເປີເຊັນ.

ຄວາມແຂງແຮງສູງ ແລະ ຄວາມທົນທານສູງ: ການແກ້ໄຂປິດທີ່ ‘ການປະສົມປະສານລະຫວ່າງຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ຄວາມຍືດຫຼຸ້ນ’

ການຫຼຸດນ້ຳໜັກຢ່າງງ່າຍດາຍບໍ່ໄດ້ເປັນພຽງພໍເພື່ອຊະນະທາງດ້ານສິນຄ້າຄຸນນະພາບສູງເຊັ່ນ: ອາວະກາດ. ບັນຫາຫຼັກທີ່ເຕັກໂນໂລຊີ prepreg ໄດ້ແກ້ໄຂຢ່າງຈິງຈັງແມ່ນການຍົກສູງຄວາມແຂງແຮງໃນການດຶງ (tensile strength) ແລະ ຄວາມທົນທານຕໍ່ການດົດ (impact toughness) ຂອງວັດສະດຸໃນເວລາດຽວກັນ.

ວັດສະດຸປະກອບເສັ້ນໄຍກາບອນແບບດັ້ງເດີມມັກເຜີຍແຜ່ບັນຫາ 'ຄຸນສົມບັດທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງກັນລະຫວ່າງຄວາມແຂງແຮງໃນການດຶງ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງໃນການກົດ'. ຜ່ານການທຳລາຍເຕັກໂນໂລຊີ, ບໍລິສັດທ້ອງຖິ່ນໄດ້ພັດທະນາວິທີການເຕັກນິກໃໝ່ທັງໝົດທີ່ອີງໃສ່ການອອກແບບ, ເຊິ່ງເພີ່ມອັດຕາສ່ວນຄວາມແຂງແຮງໃນການກົດຕໍ່ຄວາມແຂງແຮງໃນການດຶງໄດ້ຫຼາຍກວ່າ 10 ເປີເຊັນໂດຍບໍ່ຫຼຸດທອນຄວາມແຂງແຮງໃນການດຶງ, ສະນັ້ນຈຶ່ງແກ້ໄຂບັນຫາດ້ານຄຸນສົມບັດເຄື່ອງຈັກຂອງວັດສະດຸປະກອບເສັ້ນໄຍກາບອນລະດັບ T800 ໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິຜົນ. ເຕັກໂນໂລຊີນີ້ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງສຳເລັດໃນການຜະລິດຊິ້ນສ່ວນສຳຄັນຂອງເຮືອບິນໃຫຍ່ທີ່ຜະລິດໃນປະເທດຈີນ, ເຊັ່ນ: ປະຕູຕູ້ໂດຍສານ ແລະ ສ່ວນທ້າຍຂອງໂຕເຮືອບິນ.

ໃນດ້ານການເຮັດໃຫ້ແຂງແຮງຂຶ້ນ ໂດຍການໃຊ້ຕົວເຮັດໃຫ້ແຂງແຮງທີ່ເປັນ thermoplastic ແລະ ການຄວບຄຸມຢ່າງຖືກຕ້ອງຕໍ່ການຈັດຈຳແນກຂອງສານ thermoplastic ລະຫວ່າງຊັ້ນ ຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ການອັດທັບຫຼັງຈາກການປະທົບ (CAI) ຂອງວັດສະດຸ prepreg laminates ສາມາດບັນລຸໄດ້ເຖິງຫຼາຍກວ່າ 280 MPa ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມປອດໄພຂອງໂຄງສ້າງຫຼັງຈາກການປະທົບດີຂຶ້ນຢ່າງເດັ່ນຊັດ.

ຄວາມສາມາດໃນການປັບຕົວຂອງຂະບວນການ: ຈຸດສຳຄັນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການເຄື່ອນຍ້າຍຈາກຫ້ອງທົດລອງໄປສູ່ການຜະລິດຈຳນວນຫຼາຍ

ເຫດຜົນທີ່ prepregs ໄດ້ກາຍເປັນວັດສະດຸທີ່ຖືກເລືອກໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ດ້ານວິສະວະກຳ ແມ່ນເນື່ອງຈາກຂະບວນການຜະລິດທີ່ມີຄວາມສຳເລັດແລ້ວ ແລະ ມີທາງເລືອກດ້ານການຂຶ້ນຮູບທີ່ກວ້າງຂວາງຂຶ້ນເລື່ອຍໆ.

ຂະບວນການຂຶ້ນຮູບດ້ວຍເຕົາອັດຕີເລືອກແບບດັ້ງເດີມ ສາມາດຮັບປະກັນຄຸນນະພາບທາງດ້ານໃນທີ່ສູງຢ່າງຍິ່ງ—ດ້ວຍອັດຕາຄວາມຮູ່ (porosity) ຕ່ຳເຖິງ 0.06 ເປີເຊັນ. ແຕ່ໃນມື້ນີ້, ເຕັກໂນໂລຊີ pre-preg ທີ່ບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ເຕົາອັດຕີເລືອກ (OoA) ມີຈຳນວນຫຼາຍຂຶ້ນເທື່ອລະນ້ອຍໆ ແລະ ມີການພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ໂດຍອັດຕາຄວາມຮູ່ຫຼັງຈາກຂຶ້ນຮູບສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ໃນລະດັບ 0.11 ເປີເຊັນ (ຕ່ຳກວ່າເກນທີ່ສຳຄັນທີ່ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກເລີ່ມຫຼຸດລົງຢ່າງຊັດເຈນ), ໃນຂະນະທີ່ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຍັງຄົງຄ້າຍຄືກັບທີ່ໄດ້ຈາກຂະບວນການຂຶ້ນຮູບດ້ວຍເຕົາອັດຕີເລືອກແບບດັ້ງເດີມຢ່າງເກືອບທັງໝົດ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນການຜະລິດ ແລະ ຂໍ້ຈຳກັດດ້ານການຂຶ້ນຮູບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຮັດໃຫ້ເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະຜະລິດຊິ້ນສ່ວນໂຄງສ້າງທີ່ມີຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ຮັບນ້ຳໜັກໄດ້ ສຳລັບຍານອາກາດບໍ່ມີນັກບິນ.

ໃນເວລາດຽວກັນ ລະບົບປະສົມທີ່ແຫ້ງໄວໆ ໄດ້ເກີດຂຶ້ນເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການຜະລິດໃນຈຳນວນຫຼາຍ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: ລະບົບ 3960-FC ຂອງ Toray ສາມາດຫຼຸດເວລາການແຫ້ງໄດ້ເຖິງ 45 ເປີເຊັນ ໂດຍທີ່ຮັກສາຄຸນສົມບັດເດີມທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງ ແລະ ຄວາມທົນທານສູງໄວ້. ມັນສາມາດໃຊ້ຮ່ວມກັບຂະບວນການອັດຕະໂນມັດຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ການຈັດວາງເສັ້ນໃຍອັດຕະໂນມັດ (AFP), ການປູກເທບອັດຕະໂນມັດ (ATL) ແລະ ການຂຶ້ນຮູບດ້ວຍການອັດ, ເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການການຜະລິດທີ່ມີປະລິມານສູງສຳລັບເຮືອບິນເຄື່ອງບິນເພື່ອການຄ້າລຸ້ນຕໍ່ໄປ ແລະ ສາຍການບິນທີ່ທັນສະໄໝ.

ທິດທາງຂອງການນຳໃຊ້ໃນອະນາຄົດ

ໃນປະຈຸບັນ, ການນຳໃຊ້ ການນຳໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ເຮັດຈາກເສັ້ນໄຍຄາບອນແບບປະສົມ (carbon fibre prepregs) ກຳລັງຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວານອກຈາກຂະແໜງການດັ້ງເດີມເຊັ່ນ: ອາວະກາດ ແລະ ການປ້ອງກັນປະເທດ ໄປສູ່ຕະຫຼາດໃໝ່ໆ ເຊັ່ນ: ເສດຖະກິດທີ່ມີຄວາມສູງຕ່ຳ, ລົດພະລັງງານໃໝ່, ແຜ່ນພັດລົມທີ່ໃຊ້ໃນເຄື່ອງສູບลม, ແລະ ອຸປະກອນເຄື່ອງໄຟຟ້າສຳລັບຜູ້ບໍລິໂພກ. ເມື່ອເຕັກໂນໂລຊີຂອງ prepreg ພາຍໃນປະເທດດີຂຶ້ນຕະຫຼອດເວລາ ແລະ ຕົ້ນທຶນຖືກປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ວັດສະດຸຂັ້ນສູງທີ່ມີຄຸນສົມບັດ 'ເບົາ ແລະ ແຂງແຮງ' ນີ້ຈະກາຍເປັນທາງເລືອກທີ່ເປັນທີ່ຕ້ອງການແລະຈຳເປັນຢ່າງຍິ່ງໃນການນຳໃຊ້ດ້ານວິສະວະກຳທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເລື້ອຍໆ.