Serat Karbon - Tenaga Angin Pultruded Beam
Pengenalan proses produksi pultrusion
Bagaimana menggunakan energi bersih baru untuk menggantikan sumber daya minyak bumi dan batu bara tradisional telah menjadi isu panas yang menjadi perhatian sosial di titik sejarah penting tidak hanya mengembangkan ekonomi tetapi juga mencapai tujuan karbon ganda. lebih banyak perhatian.
Sudah hampir seratus tahun sejak penemuan teknologi pembangkit listrik tenaga angin. Teknologi yang sesuai relatif matang, tetapi juga menghadapi tantangan yang cukup besar. Blade, komponen utama peralatan pembangkit tenaga angin, saat ini sebagian besar terbuat dari bahan komposit yang diperkuat serat kaca (GFRP), yang memiliki kekuatan dan kekakuan yang baik serta biaya produksi yang rendah. Dengan peningkatan bertahap dalam persyaratan kapasitas pembangkit listrik dari genset, ukuran bilah yang sesuai juga perlu ditingkatkan secara bertahap, dan persyaratan teknis yang lebih tinggi juga diajukan untuk persyaratan kinerja seperti kekuatan dan kekakuan material. Untuk itu, penggunaan serat karbon dalam pembuatan bilah besar menjadi pilihan terbaik.
Data penelitian menunjukkan bahwa hanya dengan mengganti material komposit serat kaca dengan material komposit serat karbon pada girder dapat mengurangi berat blade sebesar 12 persen , dan memiliki kekakuan dan ketahanan lelah yang lebih tinggi, sekaligus menurunkan biaya transportasi, pemasangan, dan pemeliharaan. hidup, biaya penggunaan seluruh siklus hidupnya lebih rendah.
Ada banyak metode pembentukan bahan komposit serat karbon, dan ada juga banyak pilihan untuk produksi dan pembuatan lembaran bahan komposit, seperti proses prepreg, proses infus kain karbon, dan proses pultrusi. Di antara mereka, proses pultrusi adalah metode pencetakan untuk produksi terus menerus dari bahan komposit yang diperkuat serat bagian tetap. Teknologi ini dimulai di Amerika Serikat pada tahun 1948 dan telah dikembangkan dan dipromosikan di seluruh dunia.
Profil pultruded banyak digunakan dalam peralatan listrik, suku cadang tahan korosi, teknik konstruksi, industri transportasi dan militer dan bidang lainnya, dan saat ini dalam tahap perkembangan pesat. Pultrusion secara teoritis dapat menghasilkan produk dengan panjang berapa pun. Kecepatan garis pultrusion tipikal adalah 0.2~1.5m/min, laju prototyping cepat dapat mencapai lebih dari 4m/menit, dan beberapa produk dapat diproduksi pada saat yang sama, yang sangat meningkatkan efisiensi pencetakan. cocok untuk produksi massal; selain itu, proses produksi dapat sepenuhnya otomatis dan dikendalikan, dan bentuk penampang produk dapat diserialisasi dan distandarisasi, yang secara signifikan mengurangi diskrit kualitas produk komposit, dan memiliki kinerja yang stabil; kandungan serat tinggi, hingga 80 persen, karena serat diluruskan sepenuhnya di bawah aksi tegangan selama pencetakan, sifat serat dapat sepenuhnya diberikan, sifat mekanik longitudinal luar biasa, dan tingkat pemanfaatan bahan baku dapat mencapai lebih dari 95 persen .
Langkah-langkah pultrusion adalah: produk pasokan serat-serat pemandu-resin impregnasi-preforming-pultrusion-drawing-cutting-pultrusion, bagian pembentuk pemanas umumnya dibagi menjadi zona pemanasan awal, zona gel dan zona pengawetan, Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Resin pultrusion yang ada meliputi resin epoksi, resin vinil, dan resin poliester tak jenuh.
Sebagai proses produksi yang efisien untuk memproduksi bahan komposit penampang tetap, pultrusion sangat ketat dalam pengaturan dan regulasi peralatan dan parameter proses, dan setiap perubahan kecil atau kesalahan nano akan menyebabkan cacat dan pemborosan kualitas produk. Makalah ini secara singkat memperkenalkan struktur produk, pemilihan material dan proses produksi pultruded beams (balok karbon) tenaga angin serat karbon. Beberapa parameter data dan rasio campuran hanya untuk referensi.
Struktur produk dan pemilihan bahan
Balok karbon terdiri dari bodi papan material komposit, lapisan pelindung kiri, kain pelepas atas, lapisan pelindung kanan, dan kain pelepas bawah. Serat bodi utama papan material komposit adalah serat karbon, dan kandungan volume seratnya adalah 50 persen hingga 80 persen ; bahan penguat lapisan pelindung di sisi kiri dan kanan papan bahan komposit adalah serat kaca, dan jumlahnya setidaknya 1 per sisi.
Resin dari bahan tersebut dipilih dari resin epoksi kinerja tinggi, bahan pengawet lebih disukai anhidrida asam cair, pemercepat lebih disukai adalah amina tersier, dan bahan pelepas lebih disukai adalah bahan pelepas jenis epoksi. Rasio pencampuran harus resin epoksi: bahan pengawet: akselerator: bahan pelepas=100: (80-110): (0.5-2.0): ( 0.5-2.5).
Kain pelepas atas dan bawah terbuat dari nilon atau poliester. Di satu sisi, kain pelepas dapat melindungi sinar karbon dari kerusakan akibat goresan dan goresan selama pengemasan dan pengangkutan produk. Selain itu, permukaan kasar yang dibentuk oleh balok karbon setelah melepas kain pelepas selama penggunaan dapat meningkatkan kekuatan ikatan produk. Menghilangkan proses penggilingan balok karbon, menghemat jam kerja dan biaya.
Proses produksi
Siapkan die pultrusion dengan panjang 900mm dan pasang pada dudukan die mesin pultrusion. Pasang jumlah serat karbon 48K atau 24K yang ditentukan pada creel, dan lewati tangki pencelup, cetakan pra-pembentukan, cetakan cetakan secara berurutan, dan kemudian masukkan ke dalam mesin penarik.
Suhu tiga zona cetakan die diatur dan dipanaskan sesuai kebutuhan. Setelah suhu cetakan die seimbang, resin yang disiapkan ditambahkan ke tangki pencelup, serat dicelupkan ke dalam 2 hingga 4 lapisan, dan kecepatan pultrusi diatur ke 0.2 hingga 0 .5 m/mnt. , Setelah serat karbon dicelupkan, itu diekstrusi selangkah demi selangkah melalui rol ekstrusi, cetakan awal, dll., untuk sepenuhnya mengurangi kandungan lem dari benang karbon yang dicelupkan sebelum memasuki cetakan, dan kain pelepas atas dan bawah masuk cetakan mati bersama dengan serat.
Setelah lembaran yang terbentuk didinginkan oleh bellow, ia memasuki traktor dan penggulungnya untuk menjadi lembaran komposit yang sudah jadi.
