我国纺织机械发展主要存在两个问题:一是纺织机械设备运行速度低;第二,设备的平均能耗高。为了进一步降低能耗,提高生产效率,纺织机械设备开始逐步在零部件中应用碳纤维材料。碳纤维重量轻但比强度高,是要求较高的机械设备轻量化的理想材料。下面,我们将简要介绍碳纤维在纺织机械中的几种应用形式。
碳纤维不用于纺织应用,如机织或针织织物,但已用于增强纺织机械附件的合成材料。碳纤维复合材料正日益取代传统材料,如铸铁、钢和铝,因此碳纤维复合材料在纺织机械中的使用在许多方面都比传统材料优越得多。
碳纤维复合材料热膨胀系数小,蠕变小,能适应温差大的工作环境。福建机器人手臂用碳纤维种类齐全
碳纤维产业链上游属于石油化工行业,主要通过原油炼制、裂解、氨氧化等工序获得丙烯腈;碳纤维企业通过对以丙烯腈为主的原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈,再以其
纺丝获得聚丙烯腈原丝,对原丝进行预氧化、碳化等工艺制得碳纤维,通过对碳纤维和高质量树脂的加工以获得碳纤维复合材料以满足应用需求。
碳纤维的生产流程主要包括:拉丝、牵伸、稳定、碳化、石墨化。
一、拉丝:这是碳纤维生产过程中的第一步,主要把原材料分离成纤,属于物理变化,在这过程中,纺丝液细流与凝固液之间的传质、传热,PAN沉析形成凝胶结构的
丝条。
二、牵伸:要求温度100到300度,结合定向纤维的拉伸效应来操作。也是PAN纤维的高模量、强度高、致密化和细化的关键步骤。
福建机器人手臂用碳纤维种类齐全碳纤维复合材料强度大,不仅可以很好的承受前端所搬运物品的重量,还可以降低能耗。
在无人机领域,碳纤维材料更成为无可替代的材料。为保证承载和续航能力,无人机外壳需要结构强度大、重量轻的特殊材料。相比于此前广阔应用的铝合金和工程塑料,碳纤维材料重量轻、强度高,还具有较好的电磁屏蔽和隐身特性,且一体化制作成型较为方便,未来势必成为无人机外壳的主要材料。尤其是由碳纤维制成、只重106毫克的微型无人机,能进入遭受挤压的狭小空间搜寻信息,在民用领域有着广阔的应用前景。 比强度和比刚度大相比于其它复合材料,在满足无人机机体相同强度和刚度的前提下,碳纤维复合材料高比强度和高比刚度的特性能够更大的减轻无人机结构的轻质化、小型化和高性能化意义重大,以确保无人机拥有更长的飞行距离和飞行时间。
就拿碳纤维和我们常见的钢材来说,碳纤维的强度在 400 到 800 兆帕左右,而普通钢材的强度为 200 到 500 兆帕。再来看韧性,碳纤维和钢材基本类似,没有明显的区别。
碳纤维具有更高的强度,更轻的重量,所以说碳纤维在新材料中地位不可撼动。正因为这种优势,碳纤维增强复合材料(CFRP)在加工过程中,基体和纤维存在较为复杂的内部相互作用,使其物理特性与金属有较大区别,CFRP密度远小于金属,而强度大于绝大部分金属。因为 CFRP 的不均匀性,在加工过程中往往会出现纤维拉出或基质纤维的脱离;CFRP 具有较高的耐热性和耐磨性,使其在加工过程中对设备的要求较高,因此生产过程中产生大量切削热对设备磨损较为严重。
碳纤维机械臂不仅降低了自重和能耗,且在严寒、高温等天气环境下工作性能稳定,能够准确、速度完成指令。
碳纤维的市场需求特别是民用市场需求的强劲增长,使碳纤维在中国的发展前景广阔,潜力非常大,我国碳纤维产业发展方兴未艾。碳纤维属于国际高精新材料产业, 除了应用至传统的航空航天领域外,汽车、风力涡轮叶片及压力容器等市场对碳纤维的需求也在不断增加,2010年全球碳纤维需求量达到 3.5 万吨左右。目前,世界碳纤维中 PAN 基碳纤维占各种碳纤维材料的80%以上,而我国碳纤维的生产和使用尚处于起步阶段,碳纤维产量很低,国内碳纤维生产能力只占世界高性能碳纤维总产量的0.4%左右,国内用量的90%以上靠进口。计算机辅助优化的叠层设计,确保产品的安全性、轻量化,依据力学原理在结构设计上采用碳纤维单向预浸布;福建机器人手臂用碳纤维种类齐全
越来越多的新型机械臂正在使用碳纤维复合材料。福建机器人手臂用碳纤维种类齐全
碳纤维辊轴:
作为纺织机械的主要运转部件之一,辊轴对纺织机械的整体性能有着很大的影响,对产品的质量和稳定性有着直接的影响。纺织机械的传统辊轴大多采用钢材制造。钢辊重量大,能耗高。为了满足提速的要求,壁厚必须不断增加,这导致了一系列的缺点。碳纤维辊能满足重量轻、速度快、刚性好、变形小、能耗低的要求。
事实上,与许多工业机械设备一样,碳纤维材料的应用还只是冰山一角。随着质轻强度高的碳纤维材料的深入应用,将有力地推动纺织机械设备朝着低成本、低能耗、高效率的方向发展。
以上碳纤维材料的应用只限于小体积或少量零件。在这些部分,碳纤维材料的价值并没有被强调。与此相比,碳纤维轧辊的应用是近年来纺织机械轻量化应用非常具有潜力的方向之一。 福建机器人手臂用碳纤维种类齐全
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