Влакнестите композитни цилиндри от карбонови влакна имат по-добра ефективност от металните цилиндри (стоманени цилиндри, алуминиеви цилиндри), които са направени от един-единствен материал като алуминий и стомана.Той увеличава капацитета за съхранение на газ, но е 50% по-лек от металните цилиндри със същия обем, предлага добра устойчивост на корозия и не замърсява средата.Съставният слой на въглеродните влакна е съставен от карбонови влакна и матрици.Въглеродните влакна, импрегнирани с разтвор на смолово лепило, се намотават по специфичен начин на облицовката, а след това съда за композитно налягане от карбонови влакна се получава след втвърдяване на висока температура и други процеси.
Въглеродните влакна са широко използвани в автомобилни, авиационни, здравни, противопожарни, минни, газови анализи и специално оборудване, като например системи за медицински дихателни апарати, включително апарати за дишане на кислород в домакинството и в медицината,самостоятелен дихателен апарат с положително налягане за противопожарна защита и кислородно циркулиращ апарат за спасяване; Изпускателно устройство за плъзгане, катапултираща седалка и обвивка на въздухоплавателно средство в областта на въздухоплаването; в областта на новите енергийни превозни средства, такива компресирани газови цилиндри като стоманена обвивка от карбонови влакна, халосни стоманени цилиндри (CNG-2), алуминиева обвивка от карбонови влакна, напълно навити композитни цилиндри (CNG-3),пластмасова обвивка с напълно намусен композитен цилиндър (CNG-4) и т.н. Знаете ли как са направени композитните газови цилиндри с високо налягане?
Материал:
Т700 въглеродни влакна, 6061 алуминиева сплав метална облицовка, външен диаметър 404mm, обща дължина 668mm, дебелина на корпуса на бутилката 1,6mm
Процес:
Машина за намотаване на ЦНС намотава 10mm дебел композитен материал върху повърхността на металната обвивка, ротационно втвърдяване на пещта.
Процес на намотаване на цилиндрите с високо налягане
В процеса на намотаване на въглеродни влакна, сноповете от въглеродни влакна се намотават непрекъснато около оста на въртене, за да образуват цилиндрична структура под действието на напрежение.Има два процеса на намотаване на нишки от високо налягане, като първият е сухо намотаване, което се състои от предварително залепване, обработено с предварително залепване и след това намотано върху мандрата, след което е смекчено до вискозно състояние на потока чрез нагряване на машината за намотаване, както е показано в фигурата.
Точният контрол на съотношението на съдържание на фибри и смоли в прегега може да подобри качеството на продукта, висока производствена ефективност, скорост на намотаване до 100% 200m/min. Този метод обаче се прилага по-малко поради високите разходи за предварителна подготовка и сухо оборудване за намотаване.
Друг метод е намотаването, при което сноповете от карбонови влакна се импрегнират в специфично устройство за потапяне и след това директно се нанасят върху мандрела под напрежение, както е показано на фигурата.
В процеса на намотаване влакната лесно се отстраняват от смолата след напускане на макеративното устройство, което може да намали скоростта на намотаване и да избегне отпадъци.В същото време постоянната загуба на смола и съотношението на въглеродните влакна е трудна за контролиране, летливите разтворители също ще предизвикат мирис.
В допълнение към гореспоменатите очевидни недостатъци, процесът на намокряне също има някои значителни предимства в сравнение с сухата намотка: първо, производствените разходи са около 40% по-ниски от сухата намотка; второ, продуктът е добре запечатан, напрежението в процеса на намотаване може да направи излишната течност от смоленото лепило да се пресова и да запълни празнината;Накрая, разтворът от смола, импрегниран върху повърхността на въглеродни влакна, може ефективно да намали износването на влакната, което е най-често използваната технология за обработка на газови бутилки с високо налягане.