Detaillierte Erklärung des Walzens von Kohlenstofffaserrohren

Roll Wrapping ist ein fortschrittliches Verfahren zur Herstellung von röhrenförmigen Bauteilen aus Kohlefaser-Prepreg durch Walz- und Wickeltechniken. Es ist in vielen Branchen wegen seines geringen Gewichts, seiner hohen Festigkeit und seiner Designflexibilität sehr beliebt.

1、 Überblick über den Prozess des Rollens von Kohlenstofffaserrohren

Beim Walzverfahren werden Kohlefaser-Prepregs um eine Kernform gewickelt und durch Walzen und Erhitzen ausgehärtet, um rohrförmige Strukturen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften herzustellen. Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von Fahrradrahmen, Sportgeräten und industriellen Rohrverbindungen, da es eine hochpräzise und gleichmäßige Rohrproduktion ermöglicht.

Prozessmerkmale

Leichtgewicht: Rohre aus Kohlefaser wiegen viel weniger als herkömmliche Metallrohre

Hohe Festigkeit: Mehrwinkel-Faserlaminate verbessern Druck- und Torsionseigenschaften

Personalisierung: Rohrdurchmesser und Wandstärke können je nach Bedarf angepasst werden

Gute Oberflächenqualität: Nach dem Aushärten ist die Oberfläche glatt und kann direkt verwendet werden

2、 Prozessablauf beim Walzen von Kohlenstofffaserrohren

Das Verfahren umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:

1. Vorimprägniertes Material schneiden und vorbereiten

Schneiden Sie das Kohlefaser-Prepreg entsprechend den Konstruktionsanforderungen auf eine geeignete Breite und Länge zu und stellen Sie sicher, dass die Faserrichtung den Anforderungen der mechanischen Optimierung entspricht.

2. Wickeln und Aufrollen

Wickeln Sie das vorimprägnierte Material um die Kernform und üben Sie mit einem Rollwerkzeug Druck aus, um sicherzustellen, dass das vorimprägnierte Material fest anhaftet und Blasen entfernt werden. Der Wickelwinkel und die Anzahl der Lagen sollten je nach den Konstruktionsanforderungen angepasst werden.

3. Aushärtungsprozess

Legen Sie die gewickelte Kernform in einen Ofen oder eine Heißpressvorrichtung und härten Sie das Harz durch Erhitzen aus (in der Regel 100 °C bis 150 °C), um eine röhrenförmige Struktur zu bilden. Die Aushärtezeit hängt von der Art des Harzes und der Wandstärke ab.

4. Entformung und Präzisionsbearbeitung

Nach Abschluss der Aushärtung wird die Kernform entfernt und das Rohr entsprechend den endgültigen Verwendungsanforderungen getrimmt, poliert oder oberflächenbeschichtet.

3、 Vor- und Nachteile des Walzens von Kohlefaserrohren

Vorteile

1. Hohe Effizienz: Geeignet für Kleinserien und kundenspezifische Produktion.
2. Optimierung der Stärke: Die mehrlagige Wicklung erhöht die Druck- und Torsionsfestigkeit der Rohre...
3. Kosteneffizienz: Im Vergleich zum Heißpressverfahren sind die Anforderungen an die Ausrüstung geringer.
4. Flexibilität: Kann Rohre mit verschiedenen Durchmessern und Längen herstellen.

Benachteiligungen

1. Einschränkung der Form: hauptsächlich für rohrförmige oder zylindrische Bauteile.
2. Manuelle Abhängigkeit: Die Wickel- und Walzprozesse erfordern manuelle Arbeit, und die Genauigkeit hängt von der Erfahrung ab.
3. Oberflächenfehler: Bei ungleichmäßigem Abrollen können Blasen oder Falten entstehen.

4、 Anwendungsbereiche des Kohlenstofffaser-Rohrwalzverfahrens

Dieses Verfahren ist aufgrund seiner einzigartigen Vorteile weit verbreitet:

Sportgeräte: z. B. Fahrradrahmen, Griffe von Tennisschlägern und Angelruten.

Industrielle Rohrverbindungen: z. B. mechanische Übertragungswellen und leichte Rohrleitungen.

Luft- und Raumfahrt: z. B. kleine Drohnenhalterungen und Antennenmasten.

Automobilbranche: wie z.B. Rennauspuffanlagen und Aufhängungskomponenten.

5、 Zukünftige Entwicklungstrends

Mit der Entwicklung automatisierter Wickelanlagen und neuer vorimprägnierter Materialien wird der Wickelprozess für Kohlenstofffasern eine höhere Produktionseffizienz und -konsistenz erreichen. Durch die Kombination von intelligenter Überwachung und 3D-Modellierungstechnologie wird der Prozess die Leistung der Rohre weiter optimieren und ihre Anwendungen in High-End-Fertigungsbereichen erweitern.

6、 Zusammenfassung

Das Walzen von Kohlenstofffasern hat sich aufgrund seines geringen Gewichts, seiner hohen Festigkeit und seiner Anpassungsmöglichkeiten zu einer wichtigen Technologie für die Herstellung von Kohlenstofffaserrohren entwickelt. Durch das Wickeln und Walzen von vorimprägnierten Materialien können mit diesem Verfahren hochwertige Rohrkomponenten hergestellt werden. Obwohl seine Anwendbarkeit durch die Formgebung begrenzt ist, hat es in Bereichen wie Sportausrüstung, Industrie und Luft- und Raumfahrt erhebliche Vorteile. Künftige technologische Fortschritte werden dazu führen, dass das Potenzial des Verfahrens in weiteren Anwendungen genutzt wird.