കാർബൺ ഫൈബർ കോമ്പോസിറ്റുകളുടെ പ്രോസസ്സിംഗ് ഗൈഡ്
കാർബൺ ഫൈബർ കോമ്പോസിറ്റുകൾ: പ്രോസസ്സിംഗ് ഗൈഡ്
കാർബൺ ഫൈബർ (CF) കോമ്പോസിറ്റുകൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നത് ഒരു തന്ത്രപ്രധാനമായ ബിസിനസ്സാണ്, മിക്ക എഞ്ചിനീയർമാരും മെറ്റാലിക് ഭാഗങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്ന പശ്ചാത്തലത്തിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിക്കുന്നതിനോ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിനോ ചിന്തിക്കുന്നത്.ഇതിനെ ബ്ലാക്ക് അലുമിനിയം എന്ന് വിളിക്കുന്നു, അതിന്റെ രൂപകൽപ്പനയും നിർമ്മാണവും ബ്ലാക്ക് ആർട്ട് എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു.അതെന്താണ്, ശരിക്കും?
ഈ ഡിസൈൻ ഗൈഡിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം കാർബൺ ഫൈബർ കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള പൊതുവായ വിവരങ്ങളും സവിശേഷതകളും കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഭാരം കുറഞ്ഞ ഉയർന്ന പ്രകടന ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ചില മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങളും നൽകുക എന്നതാണ്.
എന്തുകൊണ്ട് കാർബൺ ഫൈബർ
കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങൾക്ക് ഏകതാനമായ ലോഹങ്ങളേയും പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളേയും അപേക്ഷിച്ച് അസാധാരണമായ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്.മെറ്റീരിയൽ ശക്തവും കട്ടിയുള്ളതും ഭാരം കുറഞ്ഞതുമാണ്.ബഹിരാകാശ പേടകം, യുദ്ധവിമാനങ്ങൾ, റേസ് കാറുകൾ എന്നിവയ്ക്കായുള്ള ഘടകങ്ങൾ പോലെ ഭാരം കുറഞ്ഞതും മികച്ചതുമായ പ്രകടനം പരമപ്രധാനമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള തിരഞ്ഞെടുക്കാനുള്ള മെറ്റീരിയലാണ് ഈ സംയുക്തങ്ങൾ.
എന്താണ് കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങൾ
റൈൻഫോഴ്സ്മെന്റ് (ഫൈബർ) മാട്രിക്സുമായി (റെസിൻ) സംയോജിപ്പിച്ചാണ് കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ഫൈബറിന്റെയും മാട്രിക്സിന്റെയും ഈ സംയോജനം രണ്ട് മെറ്റീരിയലുകളേക്കാളും മികച്ച സവിശേഷതകൾ നൽകുന്നു.ഒരു സംയോജിത മെറ്റീരിയലിൽ, ഫൈബർ ഭൂരിഭാഗം ലോഡും വഹിക്കുന്നു, കൂടാതെ മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങളിൽ പ്രധാന സംഭാവനയാണ്.നാരുകൾക്കിടയിൽ ലോഡ് കൈമാറാൻ റെസിൻ സഹായിക്കുന്നു, നാരുകൾ ബക്കിങ്ങിൽ നിന്ന് തടയുന്നു, വസ്തുക്കളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.
എത്രയാണ് ഇതിന്റെ വില?
ചരിത്രപരമായി, കാർബൺ ഫൈബർ കോമ്പോസിറ്റുകൾ വളരെ ചെലവേറിയതാണ്, ഇത് അതിന്റെ ഉപയോഗം പ്രത്യേക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് മാത്രമായി പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, കഴിഞ്ഞ പതിനേഴു വർഷമായി, ഉപഭോഗം വർദ്ധിക്കുകയും നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളിൽ ഓട്ടോമേഷൻ വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്തതിനാൽ, കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങളുടെ വില കുറഞ്ഞു.സംയോജിത പ്രഭാവം ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള അലുമിനിയം ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള വില കുറച്ചു.ഇന്ന്, കാർബൺ ഫൈബർ കോമ്പോസിറ്റുകൾ കായിക വസ്തുക്കൾ, പെർഫോമൻസ് ബോട്ടുകൾ, പെർഫോമൻസ് വാഹനങ്ങൾ, ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള വ്യാവസായിക യന്ത്രങ്ങൾ എന്നിങ്ങനെയുള്ള പല പ്രയോഗങ്ങളിലും സാമ്പത്തികമായി ലാഭകരമാണ്.
അപേക്ഷകൾ
സംയോജിത വസ്തുക്കൾ വളരെ വൈവിധ്യപൂർണ്ണമാണ്.ആവശ്യമുള്ള മെറ്റീരിയൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ ലഭിക്കുന്നതിന് എഞ്ചിനീയർക്ക് വൈവിധ്യമാർന്ന നാരുകളും റെസിനുകളും തിരഞ്ഞെടുക്കാം.കൂടാതെ, ഓരോ ആപ്ലിക്കേഷനും മെറ്റീരിയൽ കനവും ഫൈബർ ഓറിയന്റേഷനുകളും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാവുന്നതാണ്.
കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങൾ ഇവയാണ്:
1.ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട കാഠിന്യം (കാഠിന്യം സാന്ദ്രതയാൽ ഹരിച്ചിരിക്കുന്നു)
2.ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശക്തി (സാന്ദ്രതയാൽ വിഭജിക്കപ്പെട്ട ശക്തി)
3. താപ വികാസത്തിന്റെ വളരെ കുറഞ്ഞ ഗുണകം (CTE)
4. എക്സ്-റേ സുതാര്യം (തന്മാത്രാ ഭാരം കുറവായതിനാൽ)
കാർബൺ ഫൈബർ കോമ്പോസിറ്റുകൾ ഏത് പ്രയോഗങ്ങളിലാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്?
ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശക്തിയും കാഠിന്യവും കുറഞ്ഞ സിടിഇയും ഉള്ള കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങളുടെ അദ്വിതീയ സ്ഥാനനിർണ്ണയം ചുവടെയുള്ള പട്ടികയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ നിരവധി ആപ്ലിക്കേഷൻ ഏരിയകളിൽ അവർക്ക് സവിശേഷമായ സ്ഥാനം നൽകുന്നു:
കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങൾക്കുള്ള സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ
ഡിസൈൻ വിവരങ്ങൾ
കാർബൺ ഫൈബർ കോമ്പോസിറ്റുകളെ "ഡിസൈനർ മെറ്റീരിയൽ" ആയി കണക്കാക്കുന്നു, കാരണം ആവശ്യമായ ദിശകളിലും സ്ഥലങ്ങളിലും ശക്തിയും അല്ലെങ്കിൽ കാഠിന്യവും ഉള്ള തരത്തിൽ ഭാഗങ്ങൾ ക്രമീകരിക്കാം.തന്ത്രപരമായി മെറ്റീരിയലുകൾ സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെയും ആവശ്യകതകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ ഫൈബർ ദിശയിലേക്ക് നയിക്കുന്നതിലൂടെയും ഇത് നേടാനാകും.കൂടാതെ, കാർബൺ ഫൈബർ കോമ്പോസിറ്റുകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന രൂപകല്പനയും നിർമ്മാണ വഴക്കവും, മൊത്തത്തിലുള്ള പാർട്ട് വിലയിൽ കൂടുതൽ കുറയ്ക്കുന്നതിന്, ഡിസൈൻ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനുള്ള അവസരങ്ങൾ നൽകുന്നു.
ടൂളിംഗ്
സംയോജിത ഭാഗങ്ങളുടെ ആകൃതി നിർവചിക്കാൻ പൂപ്പലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.സംയോജിത ഭാഗം അച്ചുകളുടെ എല്ലാ രൂപങ്ങളും സവിശേഷതകളും എടുക്കും;അതിനാൽ ഭാഗത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരം പൂപ്പലിന്റെ ഗുണനിലവാരത്തെ വളരെയധികം സ്വാധീനിക്കുന്നു.പൂപ്പൽ ആണോ പെണ്ണോ ആകാം.പെൺ പൂപ്പലുകൾ ഏറ്റവും സാധാരണമാണ്, അവ മിനുസമാർന്ന ബാഹ്യ പ്രതലമുള്ള ഒരു ഭാഗം ഉത്പാദിപ്പിക്കും, അതേസമയം ഒരു പുരുഷ പൂപ്പൽ മിനുസമാർന്ന ആന്തരിക ഉപരിതലം സൃഷ്ടിക്കും.ഒരു പ്രസ്സ് ഉപയോഗിച്ച് ഭാഗം ഏകീകരിക്കുകയാണെങ്കിൽ പൊരുത്തപ്പെടുന്ന പൂപ്പൽ (ആണും പെണ്ണും) ആവശ്യമാണ്.
രണ്ട് ഭാഗങ്ങളുള്ള ടൂളിംഗ്, സാധാരണയായി "ക്ലാംഷെൽ" എന്ന് വിളിക്കുന്നു
അച്ചുകൾ സംയുക്ത സാമഗ്രികൾ, ലോഹം നിറച്ച എപ്പോക്സി അല്ലെങ്കിൽ അലുമിനിയം അല്ലെങ്കിൽ സ്റ്റീൽ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിക്കാം.ഉപയോഗിക്കുന്ന പൂപ്പലിന്റെ തരവും മെറ്റീരിയലുകളും ഭാഗത്തിന്റെ തരത്തെയും ഉൽപാദന അളവിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
നിര്മ്മാണ പ്രക്രിയ
നൂതന കാർബൺ ഫൈബർ ഉൽപ്പാദനം സാധാരണയായി തെർമോസെറ്റ് റെസിനുകളുള്ള പ്രീ-ഇംപ്രെഗ്നേറ്റഡ് കാർബൺ ഫൈബർ ഉപയോഗിച്ചാണ് നടത്തുന്നത്.ഉപയോഗിക്കുന്ന രണ്ട് പ്രധാന രീതികൾ ഇവയാണ്:
1. കൈ ലേഅപ്പ്
പ്രീ-ഇംപ്രെഗ്നേറ്റഡ് നെയ്ത വസ്തുക്കളുടെ കൈ ലേഅപ്പ് ഇപ്പോഴും സംയുക്ത നിർമ്മാണ വ്യവസായത്തിന്റെ ഒരു വലിയ ഭാഗമാണ്, സങ്കീർണ്ണമായ ആകൃതികളിലേക്ക് ഫ്ലാറ്റ് പ്ലൈകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഒരു മനുഷ്യ തൊഴിലാളിയുടെ കഴിവുകളും അനുഭവപരിചയവും ആവശ്യമാണ്.ഉയർന്ന പ്രകടനവും സങ്കീർണ്ണമായ ഭാഗങ്ങളും ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ ഇത് പ്രാപ്തമാണ്, എന്നാൽ ചെലവേറിയതും ഉയർന്ന വേരിയബിൾ പ്രക്രിയയുമാകാം.
2. ഓട്ടോമേറ്റഡ് ഫൈബർ പ്ലേസ്മെന്റ് (AFP)
നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫൈബറിന്റെ വീതിയും കോംപാക്ഷൻ റോളർ ആരവുമാണ് പരിഗണിക്കേണ്ട പ്രധാന കാര്യങ്ങൾ.