Różnice w procesach
Rury z włókna węglowego są zwykle wytwarzane przez pultruzję, nawijanie i walcowanie.
Procesy te mają swoje zalety i wady: formowanie pultruzyjne pozwala łatwo uzyskać ciągłość włókien, ale nie można uzyskać dowolnych zmian kąta włókna.
Proces nawijania można zaprojektować zgodnie z prawem nawijania warunków naprężenia produktu, może w pełni wykorzystać wytrzymałość włókna, zapewniając maksymalną gwarancję właściwości konstrukcyjnych wymaganych przez rurę, ale możliwości dostosowania formowania uzwojenia są niewielkie, nie można go owinąć wokół dowolnej formy strukturalnej produktu.
Proces walcowania charakteryzuje się wysokim stopniem automatyzacji mechanicznej, gotowa rura ma wyższą wytrzymałość niż proces pultruzji, a wygląd może również powodować wzór tkania 3k, który ma zastosowanie w szerszym zakresie, a koszt jest stosunkowo wyższy.
Wybór surowców
Wytrzymałość rur z włókna węglowego zależy od materiału z włókna węglowego, różne serie przędzy węglowej z włókna węglowego pod względem właściwości mechanicznych, a różnice w kosztach są również bardzo duże, co ostatecznie determinuje wydajność i cenę rur z włókna węglowego.
Nie należy ignorować wyboru żywicy, której główną rolą jest sklejanie włókien węglowych, rozprowadzanie obciążenia między włóknami węglowymi i ochrona włókien węglowych przed wpływami środowiska. Wybór matrycy żywicy musi spełniać zasady łatwego utwardzania, dużej siły klejenia, niskiego skurczu i dobrych właściwości mechanicznych.
Materiał trzpienia
Formy rdzeniowe wykonane z różnych materiałów mają wpływ na dokładność powierzchni i wydajność rury.
Do produkcji niektórych tanich rur z włókna węglowego wykorzystuje się piasek z polialkoholu winylowego, włókno drzewne i inne materiały do wykonania formy rdzenia uzwojenia. Jednakże materiały te nie tolerują temperatur utwardzania powyżej 150 stopni, a poziom wykonania jest zbyt surowy, aby wyprodukować wysokiej jakości rury z włókna węglowego.
Stal i duraluminium to dwa najczęściej używane materiały rdzeniowe. Stal jest gęstsza i twardsza niż duraluminium, ale jej współczynnik rozszerzalności cieplnej nie jest tak wysoki jak duraluminium. Wysokowydajne rury węglowe muszą być utwardzane w wysokich temperaturach, a systemy żywicy epoksydowej można utwardzać w temperaturze do 170 stopni. Wewnętrzne ciśnienie utwardzania generowane przez rozszerzalność cieplną duraluminium jest dobrym sposobem na poprawę gęstości i właściwości mechanicznych rur węglowych.
Kwestie techniczne dotyczące rozformowywania
Aby ułatwić wyjmowanie z formy, przed nawinięciem na powierzchnię trzpienia nanosi się zwykle środek antyadhezyjny. Jednakże przy produkcji wysokowydajnych rur z włókna węglowego środki antyadhezyjne na bazie organicznej mają skłonność do przenikania do żywicy podczas procesu utwardzania, powodując uszkodzenie gotowych rur i wpływając na ich działanie.
Aby tego uniknąć, wybór środka antyadhezyjnego zawierającego fluor może skutecznie zmniejszyć defekty.
Trzpienie muszą być używane wielokrotnie. Jeśli użyjesz toczenia lub zaciskania w celu usunięcia głowicy podczas wyjmowania z formy, spowoduje to uszkodzenie powierzchni trzpienia.
Do załatania rany konieczne jest użycie kleju wysokotemperaturowego lub spawanie i szlifowanie, w przeciwnym razie będzie to miało bezpośredni wpływ na jakość produktów z kolejnej partii rurek z włókna węglowego.
Rury z włókna węglowego mają więcej zalet eksploatacyjnych niż tradycyjne rury metalowe, takich jak wysoka wytrzymałość, odporność na korozję, mały współczynnik rozszerzalności cieplnej, odporność na pełzanie, samosmarowanie, odporność na zmęczenie, długa żywotność, a także pochłanianie energii i odporność na wstrząsy sejsmiczne. Najważniejsze jest to, że mają niską gęstość i niską wagę, co pozwala na redukcję wagi o ponad 80% w porównaniu do rur stalowych.
Jednakże patrząc na sytuację, rury z włókna węglowego mogą rzeczywiście odzwierciedlić powyższe zalety wydajnościowe lub poprzez rzeczywistą produkcję wielu czynników technicznych.
