Panduan Pemrosesan Komposit Serat Karbon
Komposit Serat Karbon: Panduan Pemrosesan
Memproses komposit serat karbon (CF) adalah bisnis yang rumit, mengingat sebagian besar insinyur yang berpikir untuk memproduksi atau mendesain berasal dari latar belakang mendesain bagian logam.itu disebut aluminium hitam, dan desain serta fabrikasinya telah digambarkan sebagai seni hitam.Apa itu, benar-benar?
Tujuan dari panduan desain ini adalah untuk memberikan informasi dan spesifikasi umum tentang material komposit serat karbon dan beberapa panduan untuk merancang produk kinerja tinggi yang ringan dengan komposit serat karbon.
Mengapa Serat Karbon?
Komposit serat karbon memiliki sifat mekanik yang luar biasa dibandingkan dengan logam homogen dan plastik.Bahannya kuat, kaku, dan ringan.Komposit ini adalah bahan pilihan untuk aplikasi yang mengutamakan kinerja ringan & superior, seperti komponen untuk pesawat ruang angkasa, pesawat tempur, dan mobil balap.
Apa itu Komposit Serat Karbon?
Bahan komposit dibuat dengan menggabungkan penguat (serat) dengan matriks (resin), dan kombinasi serat dan matriks ini memberikan karakteristik yang lebih unggul dari salah satu bahan saja.Dalam material komposit, serat memikul sebagian besar beban dan merupakan kontributor utama dalam sifat material.Resin membantu untuk mentransfer beban antara serat, mencegah serat dari tekuk, dan mengikat bahan bersama-sama.
Berapa harganya?
Secara historis, komposit serat karbon sangat mahal, yang membatasi penggunaannya hanya untuk aplikasi khusus.Namun, selama tujuh belas tahun terakhir, karena konsumsi meningkat dan otomatisasi dalam proses manufaktur meningkat, harga komposit serat karbon telah menurun.Efek gabungan telah menurunkan biaya keseluruhan produk aluminium kelas atas.Saat ini, komposit serat karbon layak secara ekonomi dalam banyak aplikasi seperti barang olahraga, kapal performa, kendaraan performa, dan mesin industri performa tinggi.
Aplikasi
Bahan komposit sangat serbaguna.Insinyur dapat memilih dari berbagai macam serat dan resin untuk mendapatkan sifat material yang diinginkan.Selain itu, ketebalan material dan orientasi serat dapat dioptimalkan untuk setiap aplikasi.
Keuntungan dari komposit serat karbon adalah:
1. Kekakuan spesifik tinggi (kekakuan dibagi dengan kepadatan)
2. Kekuatan spesifik yang tinggi (kekuatan dibagi dengan kepadatan)
3. Koefisien ekspansi termal (CTE) yang sangat rendah
4. X-ray transparan (karena berat molekulnya yang rendah)
Dalam aplikasi apa komposit serat karbon digunakan?
Posisi unik dari komposit serat karbon dengan kekuatan spesifik tinggi, kekakuan, dan CTE rendah memberikan mereka tempat yang unik di banyak area aplikasi seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini:
Aplikasi khas untuk komposit serat karbon
Informasi Desain
Komposit Serat Karbon dianggap sebagai "bahan desainer" karena bagian-bagiannya dapat disesuaikan untuk memiliki kekuatan dan atau kekakuan pada arah dan lokasi yang diperlukan.Hal ini dicapai dengan menempatkan material secara strategis dan mengarahkan arah serat yang paling sesuai dengan kebutuhan.Selain itu, fleksibilitas desain dan manufaktur yang ditawarkan komposit serat karbon memberikan peluang untuk mengoptimalkan desain, seperti mengkonsolidasikan dan menggabungkan banyak fitur in-situ, untuk lebih mengurangi total harga suku cadang.
Perkakas
Cetakan digunakan untuk menentukan bentuk bagian komposit.Bagian komposit akan mengambil semua bentuk dan fitur cetakan;oleh karena itu kualitas bagian sangat dipengaruhi oleh kualitas cetakan.Cetakan bisa jantan atau betina.Cetakan betina adalah yang paling umum dan mereka akan menghasilkan bagian dengan permukaan luar yang halus sedangkan cetakan jantan akan menghasilkan permukaan bagian dalam yang halus.Cetakan yang cocok (jantan dan betina) diperlukan jika bagian tersebut dikonsolidasikan menggunakan mesin pres.
Perkakas dua bagian, biasa disebut "cangkang kerang"
Cetakan dapat dibuat dengan bahan komposit, epoksi berisi logam atau mesin dari aluminium atau baja.Jenis cetakan dan bahan yang digunakan tergantung pada jenis bagian dan jumlah produksi.
Proses Manufaktur
Produksi serat karbon lanjutan biasanya dilakukan dengan menggunakan serat karbon pra-diresapi dengan resin termoset.Dua metode utama yang digunakan adalah:
1. Tata letak tangan
Tata letak tangan bahan tenun pra-diresapi masih merupakan bagian besar dari industri manufaktur komposit, membutuhkan keterampilan dan pengalaman tenaga kerja manusia untuk membentuk lapisan datar menjadi bentuk yang kompleks.Hal ini mampu menghasilkan kinerja tinggi dan bagian yang kompleks tetapi bisa menjadi proses yang mahal dan sangat bervariasi.
2. Penempatan Serat Otomatis (AFP)
Hal utama yang perlu dipertimbangkan adalah lebar serat yang Anda gunakan dan radius roller pemadatan.
