Các xi lanh composite vết thương bằng sợi carbon có hiệu suất tốt hơn so với xi lanh kim loại (xi lanh thép, xi lanh nhôm liền mạch) được làm bằng một vật liệu duy nhất như nhôm và thép. Nó tăng khả năng lưu trữ khí nhưng nhẹ hơn 50% so với bình kim loại có cùng thể tích, mang lại khả năng chống ăn mòn tốt và không gây ô nhiễm môi trường. Lớp vật liệu composite sợi carbon bao gồm sợi carbon và ma trận. Sợi carbon được ngâm tẩm với dung dịch keo nhựa được hàn vào lớp lót theo một cách cụ thể, và sau đó bình áp lực hỗn hợp sợi carbon thu được sau khi xử lý ở nhiệt độ cao và các quá trình khác.

 

Xi lanh khí áp suất cao bằng sợi carbon được sử dụng rộng rãi trong ô tô, hàng không, y tế, phòng cháy chữa cháy, khai thác, phân tích khí và các thiết bị đặc biệt, như hệ thống thiết bị thở y tế, bao gồm cả máy thở oxy gia đình và y tế, áp lực dương tự chứa thiết bị thở không khí để phòng cháy chữa cháy và thiết bị thở tuần hoàn oxy nén để cứu hộ; Thiết bị sục khí của cầu thoát hiểm, ghế phóng và vỏ máy bay trong lĩnh vực hàng không vũ trụ; Trong lĩnh vực xe năng lượng mới, như các bình chứa khí nén tự nhiên như xi lanh composite thép hình khuyên hình khuyên bằng sợi carbon (CNG-2), xi lanh hỗn hợp hoàn toàn bằng sợi carbon (CNG-3) CNG-4), v.v ... Bạn có biết các bình khí composite sợi carbon áp suất cao được chế tạo như thế nào không?

 

 

Vật chất:  

Sợi carbon T700,   Hợp kim nhôm 6061   lót kim loại, đường kính ngoài 404mm, tổng chiều dài 668mm, thân chai dày 1.6mm

Quá trình:  

Máy cuộn dây CNC vật liệu composite dày 10 mm trên bề mặt lót kim loại, đóng rắn quay lò.

 

Quá trình cuộn dây xi lanh cao áp

Trong quá trình cuộn dây bằng sợi carbon, các bó sợi carbon liên tục được quấn quanh trục quay để tạo thành một cấu trúc hình trụ dưới tác động của lực căng. Có hai quy trình cuộn sợi của xi lanh khí áp suất cao CFRP: đầu tiên là cuộn khô, được làm bằng băng prereg được xử lý bằng chất kết dính prereg và sau đó được xử lý theo yêu cầu sau khi được làm mềm đến trạng thái chảy nhớt bằng cách gia nhiệt trên máy cuộn như thể hiện trong hình.

Kiểm soát chính xác tỷ lệ hàm lượng sợi và nhựa trong sơ chế có thể cải thiện chất lượng sản phẩm, hiệu quả sản xuất cao, tốc độ cuộn dây lên tới 100 ~ 200m / phút. Tuy nhiên, phương pháp này ít được áp dụng do chi phí cao cho thiết bị sơ chế và cuộn dây khô.

Một phương pháp khác là cuộn dây ướt, trong đó các bó sợi carbon được ngâm tẩm trong một thiết bị nhúng dính cụ thể và sau đó quấn trực tiếp vào trục gá dưới sự kiểm soát căng thẳng, như trong hình.

Trong quy trình cuộn dây ướt, sợi dễ dàng lấy nhựa ra sau khi rời thiết bị macerating, có thể làm giảm tốc độ cuộn dây và tránh lãng phí. Đồng thời, việc mất liên tục tỷ lệ nhựa và sợi carbon rất khó kiểm soát, dung môi dễ bay hơi cũng sẽ tạo ra mùi.

Ngoài những nhược điểm rõ ràng ở trên, quy trình cuộn dây ướt còn có một số ưu điểm đáng kể so với cuộn khô: thứ nhất, chi phí sản xuất thấp hơn khoảng 40% so với cuộn khô; Thứ hai, sản phẩm được niêm phong tốt, sức căng trong quá trình cuộn dây có thể làm cho chất lỏng keo nhựa dư thừa sẽ bong bóng đùn và lấp đầy khoảng trống; Cuối cùng, dung dịch nhựa được tẩm trên bề mặt sợi carbon có thể làm giảm hiệu quả hao mòn sợi, đây là công nghệ xử lý được sử dụng phổ biến nhất cho các bình chứa khí áp suất cao.