Karbonska vlakna - pultrudirana greda snage vjetra

Uvođenje procesa proizvodnje pultruzije

Kako iskoristiti novu čistu energiju za zamjenu tradicionalnih resursa nafte i ugljena postalo je vruće pitanje od društvenog značaja na važnom povijesnom čvoru ne samo razvoja gospodarstva, već i postizanja cilja s dvojnim ugljikom. više pažnje.

Prošlo je gotovo stotinu godina od izuma tehnologije proizvodnje energije vjetra. Odgovarajuća tehnologija relativno je zrela, ali se također suočava sa znatnim izazovima. Lopatice, glavne komponente opreme za proizvodnju energije vjetra, trenutno su uglavnom izrađene od kompozitnih materijala ojačanih staklenim vlaknima (GFRP), koji imaju dobru čvrstoću i krutost te niske troškove proizvodnje. S postupnim povećanjem zahtjeva za kapacitetom proizvodnje energije generatorskog seta, odgovarajuću veličinu noža također je potrebno postupno povećavati, a za zahtjeve performansi kao što su čvrstoća materijala i krutost postavljaju se i veći tehnički zahtjevi. Iz tog razloga, uporaba ugljičnih vlakana u proizvodnji velikih lopatica postala je najbolji izbor.

Podaci istraživanja pokazuju da samo zamjena kompozitnih materijala od staklenih vlakana kompozitnim materijalima od ugljičnih vlakana na nosačima smanjuje težinu oštrice za 12%, te ima veću otpornost na krutost i umor, a istovremeno donosi niže troškove transporta, ugradnje i održavanja. život, troškovi korištenja cijelog životnog ciklusa su niži.

Postoje mnoge metode oblikovanja kompozitnih materijala od ugljičnih vlakana, a postoje i mnoge mogućnosti za proizvodnju i proizvodnju kompozitnih listova materijala, kao što su prepreg proces, postupak infuzije ugljične tkanine i proces plućke. Među njima, proces pultruzije je metoda oblikovanja za kontinuiranu proizvodnju kompozitnih materijala ojačanih vlaknima fiksnog dijela. Tehnologija je započela u Sjedinjenim Državama 1948. godine i razvijena je i promovirana u cijelom svijetu.

Pultrudirani profili široko se koriste u električnoj opremi, dijelovima otpornim na koroziju, građevinskom inženjerstvu, transportnoj industriji te vojnim i drugim područjima, a trenutno su u fazi brzog razvoja. Pultruzija teoretski može proizvesti proizvode bilo koje duljine. Tipična brzina pulgurijske linije je 0,2 ~ 1,5 m / min, brza brzina izrade prototipa može doseći više od 4m / min, a istovremeno se može proizvesti više proizvoda, što uvelike poboljšava učinkovitost oblikovanja Pogodna je za masovnu proizvodnju; osim toga, proizvodni proces može se u potpunosti automatizirati i kontrolirati, a oblik presjeka proizvoda može se serijalizirati i standardizirati, što značajno smanjuje diskretnost kvalitete kompozitnih proizvoda i ima stabilne performanse; visok sadržaj vlakana, do 80 %, jer su vlakna potpuno ispravljena djelovanjem napetosti tijekom oblikovanja, svojstva vlakana mogu se u potpunosti naprezati, uzdužna mehanička svojstva su izvanredna, a stopa iskorištenosti sirovina može doseći više od 95%.

Koraci pultruzije su: dovodno-vlakno-guiding-smola impregnacija-predformiranje-pultrusion-pultrusion-crtež-rezanje-pultrusion proizvodi, dio grijanja koji formira općenito je podijeljen na zonu predgrijavanja, gel zonu i zonu stvrdnjavanja, Kao što je prikazano u FIG-u. Postojeće plućne smole uključuju epoksidne smole, vinilne smole i nezasićene poliesterske smole.

Kao učinkovit proizvodni proces za proizvodnju kompozitnih materijala fiksnog presjeka, pultruzija je izuzetno stroga u postavljanju i regulaciji opreme i parametara procesa, a sve male promjene ili nano-pogreške uzrokovat će nedostatke kvalitete proizvoda i otpad. Ovaj rad ukratko uvodi strukturu proizvoda, selekciju materijala i proces proizvodnje puldiranih greda snage vjetra od ugljičnih vlakana (ugljične zrake). Neki parametri podataka i omjeri mješavine služe samo kao referenca.

Struktura proizvoda i odabir materijala

Ugljična greda sastoji se od tijela ploče od kompozitnog materijala, lijevog zaštitnog sloja, tkanine gornjeg otpuštanja, desnog zaštitnog sloja i donje tkanine za otpuštanje. Vlakna glavnog tijela ploče od kompozitnog materijala su karbonska vlakna, a sadržaj volumena vlakana je 50% do 80%; armaturni materijal zaštitnog sloja s lijeve i desne strane ploče kompozitnog materijala je stakleno vlakno, a broj je najmanje 1 po strani.

Smola materijala odabrana je iz epoksidne smole visokih performansi, sredstvo za stvrdnjavanje je po mogućnosti anhidrid tekuće kiseline, akcelerator je po mogućnosti tercijarni amin, a sredstvo za otpuštanje je po mogućnosti sredstvo za otpuštanje epoksidnog tipa. Omjer miješanja trebao bi biti epoksidna smola: sredstvo za stvrdnjavanje: akcelerator: sredstvo za otpuštanje = 100: (80-110): (0,5-2,0): (0,5-2,5).

Gornje i donje krpe za otpuštanje izrađene su od najlona ili poliestera. S jedne strane, otpusna tkanina može zaštititi ugljičnu zraku od oštećenja ogrebotinama i ogrebotinama tijekom pakiranja i transporta proizvoda. Osim toga, gruba površina koju formira ugljična greda nakon uklanjanja otpusne krpe tijekom uporabe može povećati čvrstoću lijepljenja proizvoda. Uklonite proces brušenja ugljičnih greda, štedeći radne sate i troškove.

Proizvodni proces

Pripremite pultruzijsku matricu duljine 900 mm i pričvrstite je na držač matrice stroja za pultruziju. Ugradite navedeni broj od 48K ili 24K karbonskih vlakana na kreel i prođite kroz spremnik za uranjanje, pred-formirajuću matricu, formiranje umire u slijedu, a zatim unesite u stroj za povlačenje.

Temperatura tri zone kalupa postavlja se i zagrijava prema potrebi. Nakon uravnotežene temperature matrice za oblikovanje, pripremljena smola se dodaje u spremnik za uranjanje, vlakna se umočavaju u 2 do 4 sloja, a brzina pultruzije je postavljena na 0,2 do 0,5 m /min. itd., kako bi se u potpunosti smanjio sadržaj ljepila umočene ugljične pređe prije ulaska u kalup, a gornje i donje krpe za otpuštanje ulaze u kalup umiru zajedno s vlaknima.

Nakon što se formirani list ohladi mijehom, on ulazi u traktor i namotaj kako bi postao gotov kompozitni list.