Везење, ткаење или ликвидација - уметност за обработка на јаглеродни влакна

Музејот Дојчс во Минхен посвети посебна изложба на материјалот јаглерод во својот Центар за нови технологии. Кураторите покажуваат како компонентите за автомобилска конструкција, воздушната или медицинската технологија се направени од пластични навои и кои други области од животот ќе ги освојат пластиките засилени со јаглеродни влакна во иднина.

Телото на BMWi3 е првата целосно автоматизирана, масовно произведена патничка ќелија направена од јаглерод.
Фото: Дојче музеј

Скоро секој имал врска со јаглерод: Тие се џемпери или ќебиња што се продаваат под брендовите Дралон или Долан, меѓу другите. Во меѓувреме, јаглеродот е почетен материјал за другите секојдневни предмети.

Тврд материјал: јаглерод - материјал за иднината. До 10 јануари 2015 година, Минхен, Дојчевски музеј, Центар за нови технологии, Музејски остров 1, секој ден од 9 до 17 часот.

Започнува со незабележителна црна нишка направена од полиакрилонитрил (PAN). PAN е течна пластика што се добива од нафта и се состои од 68% јаглерод - основа за анимирање (од бактерии до луѓе) и неживо (дијамант). Останатите компоненти на PAN се азот (26%) и водород (6%).

Додека текстилот може да издржи само температура до 40 ° C и не може да толерира киселини, компонентите зајакнати со јаглеродни влакна се високотехнолошки производи кои се отпорни на цврстина на истегнување и на свиткување, димензионално стабилни, отпорни на топлина и отпорни на хемикалии.

Изложбата започнува со предење, миење и сушење: На почетокот се создава нишка, ова станува влакно и конечно влакната се комбинираат во снопови. Потоа продолжува со намотување, стабилизирање и карбонизирање. Последново значи дека влакната се кратко изложени на температури помеѓу 800 ° C и 1500 ° C. Како резултат, молекуларните ланци се зацврстуваат во редовни структури слични на скали: течните теми PAN се претворија во цврсти јаглеродни влакна.

Серија излози илустрираат како може да се изработи стилски управувач со црн велосипед од овој материјал: машина за плетење во соработка со робот ги преработува јаглеродните влакна во структура на цевкасти текстили.

Делот потоа се става во калап и се натопува или се закопчува со носач материјал (матрица). Ова е течна пластика зацврстена и обликувана: кормилото е подготвено и треба само да се изшкурка и полира.

Посетителите можат да ги тестираат својствата на пластиката армирана со јаглеродни влакна (CFRP) за себе на следната изложбена станица: достапни се три шипки изработени од CFRP, челик и алуминиум. Со иста тежина, CFRP е посилен од двата класични индустриски материјали. Ова значи дека со иста тежина, компонентите на CFRP можат да носат поголем товар или можат да заменат други материјали и со тоа да придонесат за намалување на телесната тежина.

Ткаење, везови, ликвидација или поставување - интересот за CFRP доведе до класични методи на обработка од текстилната индустрија да доживеат ренесанса. Резултат: „Инженерите треба да научат да се занимаваат со влакна, а не со лим“, вели Рајнер Керле, управен директор на водечката иницијатива за кластери „MAI Carbon“ од Carbon Composites e.V., која ја дизајнираше изложбата заедно со Deutsches Museum.

Карактеристиките на композитот зависат од матрицата и можат да бидат прилагодени на потребите на корисникот: дали станува збор за идната помошна ракета (засилувач) што му обезбедува на фрлачот Ариан дополнителен удар и треба да издржи температура од 2000 ° C, или возило - Сопирачка со керамички компоненти, која сепак мора да функционира совршено на 1000 ° С. Воздухопловна, автомобилска, медицинска технологија или конструкција на мебел - бројни индустрии го ценат високотехнолошкиот материјал затоа што ја задржува својата форма, е исклучително лесен (штеди гориво) и не кородира. Медицинската технологија има корист и од CFRP. Моделот на протеза на ногата покажува како компонентите направени од CFRP се комбинираат со хидраулични елементи. Софистицираната електроника му овозможува на пациентот да се движи како и обично.

Но, помалку комплицираните помагала како што е ортопедскиот нога за стапала, исто така, можат оптимално да се прилагодат на обликот на телото на пациентите со оштетени нерви на ногата.

Дури и конструкцијата на мебел добива нов поттик од CFRP: студентите на курсот за дизајн на производи на Институтот за истражување на полимери во Лајбниц во Дрезден ги пресметаа оптималните структури за столицата со помош на нова компјутерска програма. Машина за везење ги постави и фиксираше влакната пред полу-готовиот производ да се обликува во столче и да се покрие со пластика. На кураторите на Карбонскиот саем им е важно да покажат дека материјалите од CFRP овозможуваат нови градби и можат да ги преземат функциите на традиционалните материјали. „Староста на CFRP сè уште не е започната. Индустријата сè уште работи на автоматизирани процеси за обработка на CFRP во големи серии “, нагласува Рајнер Керл.

За инженерите, ова значи дека тие треба да развијат подобри или нови методи за дизајнирање на производите или за пресметување на јачината, како и соодветни процеси на производство, на пример за контрола на процесите на греење.

Компактен вест за VDI

Сè што треба да знаете на прв поглед. Бесплатно во вашето сандаче секој петок. Ги составивме најрелевантните вести од светот на технологијата за да не пропуштите нешто.