कार्बन फाइबर कंपोजिट प्रोसेसिंग गाइड
कार्बन फाइबर कंपोजिट: प्रोसेसिंग गाइड
कार्बन फाइबर (सीएफ) कंपोजिट का प्रसंस्करण एक मुश्किल व्यवसाय है, क्योंकि अधिकांश इंजीनियरों को उत्पादन या डिजाइन करने की सोच धातु के हिस्सों को डिजाइन करने की पृष्ठभूमि से आती है।इसे ब्लैक एल्युमिनियम कहा गया है, और इसके डिजाइन और निर्माण को ब्लैक आर्ट के रूप में वर्णित किया गया है।यह वास्तव में क्या है?
इस डिज़ाइन गाइड का उद्देश्य कार्बन फाइबर कंपोजिट सामग्री पर सामान्य जानकारी और विनिर्देश प्रदान करना है और कार्बन फाइबर कंपोजिट के साथ हल्के उच्च प्रदर्शन वाले उत्पादों को डिजाइन करने के लिए कुछ दिशानिर्देश प्रदान करना है।
कार्बन फाइबर क्यों?
कार्बन फाइबर कंपोजिट में समरूप धातुओं और प्लास्टिक की तुलना में असाधारण यांत्रिक गुण होते हैं।सामग्री मजबूत, कठोर और हल्की है।ये कंपोजिट उन अनुप्रयोगों के लिए पसंद की सामग्री हैं जहां हल्के और बेहतर प्रदर्शन सर्वोपरि हैं, जैसे अंतरिक्ष यान, लड़ाकू विमान और रेस कारों के लिए घटक।
कार्बन फाइबर कंपोजिट क्या है
समग्र सामग्री मैट्रिक्स (राल) के साथ सुदृढीकरण (फाइबर) को मिलाकर बनाई जाती है, और फाइबर और मैट्रिक्स का यह संयोजन अकेले सामग्री में से किसी एक से बेहतर विशेषताएं प्रदान करता है।एक मिश्रित सामग्री में, फाइबर अधिकांश भार वहन करता है और भौतिक गुणों में प्रमुख योगदानकर्ता होता है।राल फाइबर के बीच लोड को स्थानांतरित करने में मदद करता है, फाइबर को बकलिंग से रोकता है, और सामग्री को एक साथ बांधता है।
इसकी कीमत कितनी हैं?
ऐतिहासिक रूप से, कार्बन फाइबर कंपोजिट बहुत महंगे रहे हैं, जिसने इसके उपयोग को केवल विशेष अनुप्रयोगों तक सीमित कर दिया है।हालांकि, पिछले सत्रह वर्षों में, जैसे-जैसे खपत बढ़ी है और विनिर्माण प्रक्रियाओं में स्वचालन में वृद्धि हुई है, कार्बन फाइबर कंपोजिट की कीमत में गिरावट आई है।संयुक्त प्रभाव ने उच्च अंत एल्यूमीनियम उत्पादों की समग्र लागत को कम कर दिया है।आज, कार्बन फाइबर कंपोजिट कई अनुप्रयोगों जैसे कि खेल के सामान, प्रदर्शन नौकाओं, प्रदर्शन वाहनों और उच्च प्रदर्शन वाली औद्योगिक मशीनरी में आर्थिक रूप से व्यवहार्य हैं।
अनुप्रयोग
मिश्रित सामग्री अत्यंत बहुमुखी हैं।वांछित भौतिक गुण प्राप्त करने के लिए इंजीनियर विभिन्न प्रकार के फाइबर और रेजिन से चुन सकता है।साथ ही, प्रत्येक एप्लिकेशन के लिए सामग्री की मोटाई और फाइबर ओरिएंटेशन को अनुकूलित किया जा सकता है।
कार्बन फाइबर कंपोजिट के फायदे हैं:
1. उच्च विशिष्ट कठोरता (घनत्व से विभाजित कठोरता)
2. उच्च विशिष्ट शक्ति (घनत्व द्वारा विभाजित शक्ति)
3. थर्मल विस्तार का बेहद कम गुणांक (सीटीई)
4. एक्स-रे पारदर्शी (इसके कम आणविक भार के कारण)
कार्बन फाइबर कंपोजिट का उपयोग किन अनुप्रयोगों में किया जाता है?
उच्च विशिष्ट शक्ति, कठोरता और कम सीटीई के साथ कार्बन फाइबर कंपोजिट की अनूठी स्थिति उन्हें कई अनुप्रयोग क्षेत्रों में एक अद्वितीय स्थान प्रदान करती है जैसा कि नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है:
कार्बन फाइबर कंपोजिट के लिए विशिष्ट अनुप्रयोग
डिजाइन जानकारी
कार्बन फाइबर कंपोजिट को "डिजाइनर की सामग्री" माना जाता है क्योंकि भागों को आवश्यक दिशाओं और स्थानों में ताकत और कठोरता के अनुरूप बनाया जा सकता है।यह रणनीतिक रूप से सामग्री रखने और आवश्यकताओं के अनुरूप सर्वोत्तम फाइबर दिशा को उन्मुख करके प्राप्त किया जाता है।इसके अलावा, कार्बन फाइबर कंपोजिट की पेशकश की डिजाइन और निर्माण लचीलापन डिजाइन को अनुकूलित करने के अवसर प्रदान करता है, जैसे कि कुल हिस्से की कीमत को और कम करने के लिए इन-सीटू में कई सुविधाओं को समेकित और शामिल करना।
टूलींग
मिश्रित भागों के आकार को परिभाषित करने के लिए मोल्ड्स का उपयोग किया जाता है।समग्र भाग सांचों के सभी आकार और विशेषताओं को ग्रहण करेगा;इसलिए भाग की गुणवत्ता मोल्ड की गुणवत्ता से काफी प्रभावित होती है।मोल्ड या तो नर या मादा हो सकते हैं।मादा मोल्ड सबसे आम हैं और वे एक चिकनी बाहरी सतह के साथ एक हिस्से का उत्पादन करेंगे जबकि एक पुरुष मोल्ड एक चिकनी आंतरिक सतह का उत्पादन करेगा।यदि एक प्रेस का उपयोग करके भाग को समेकित किया जाता है, तो एक सुमेलित साँचे (नर और मादा) की आवश्यकता होती है।
दो-भाग टूलिंग, जिसे आमतौर पर "क्लैमशेल" कहा जाता है
सांचों को मिश्रित सामग्री, धातु से भरे एपॉक्सी या एल्यूमीनियम या स्टील से मशीनीकृत किया जा सकता है।मोल्ड का प्रकार और प्रयुक्त सामग्री भाग के प्रकार और उत्पादन मात्रा पर निर्भर करती है।
निर्माण प्रक्रिया
उन्नत कार्बन फाइबर उत्पादन आमतौर पर थर्मोसेट रेजिन के साथ पूर्व-गर्भवती कार्बन फाइबर का उपयोग करके किया जाता है।उपयोग की जाने वाली दो प्रमुख विधियाँ हैं:
1. हाथ लेप
पूर्व-गर्भवती बुने हुए सामग्रियों का हाथ लेप अभी भी समग्र निर्माण उद्योग का एक बड़ा हिस्सा है, जिसके लिए मानव कार्यबल के कौशल और अनुभव की आवश्यकता होती है ताकि जटिल आकार में फ्लैट प्लाई बनाया जा सके।यह उच्च प्रदर्शन और जटिल भागों का उत्पादन करने में सक्षम है लेकिन एक महंगी और अत्यधिक परिवर्तनशील प्रक्रिया हो सकती है।
2. स्वचालित फाइबर प्लेसमेंट (एएफपी)
आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे फाइबर की चौड़ाई और संघनन रोलर त्रिज्या पर विचार करने वाली मुख्य बातें हैं।
