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用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的三維無(wú)卷曲織物_綜合分析_市場(chǎng)行情_(kāi)_復(fù)合材料信息網(wǎng)

瀏覽: 作者: 來(lái)源: 時(shí)間:2024-08-27 分類:行業(yè)新聞
用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的三維無(wú)卷曲織物
 
   復(fù)合材料在船舶和飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的擴(kuò)大應(yīng)用增加了人們?cè)谄嚒⒖ㄜ嚭桶褪可嫌? 復(fù)合材料代替金屬材料的興趣。這些應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)性零部件采用連續(xù)纖維增強(qiáng)材料,這類材料一般是以玻璃、 碳纖維或者芳綸纖維為基礎(chǔ)材料的2D 織物。要獲得零部件所需厚度常常需要多層2D 織物增強(qiáng)材料。   對(duì)于這種復(fù)合材料,其2D 復(fù)合材料層壓板的分層是最常見(jiàn)的失效模式。裂縫可在樹(shù)脂基材中形成,并很快延伸到纖維增強(qiáng)層間的多膠區(qū)域。裂縫可因多種原因產(chǎn)生,包括復(fù)合材料各層所受的不同張力,在切割時(shí)發(fā)生的邊緣損傷,以及來(lái)自掉落的工具或其他物件的異面沖擊(out-of-plane impacts)。SAERTEX 3D 織物和3D 坯料包括貫穿整個(gè)厚度方向及0°和90°方向的增強(qiáng)纖維,它能提供以下優(yōu)勢(shì):制造具有更大厚度的增強(qiáng)材料時(shí)在剪裁和 模具內(nèi)鋪放織物上所需精力更少;在厚度方向上置入增強(qiáng)纖維能防止分層。   “在我們的2D 多軸向NCF 產(chǎn)品業(yè)務(wù)中增加3D 織物產(chǎn)品,這對(duì)那些在第三維度上要求增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的市場(chǎng)和應(yīng)用來(lái)說(shuō),是一種完美組合?!盨AERTEX美國(guó)公司總經(jīng)理Christian Kissinger 博士這樣評(píng)價(jià)道。   “在3D 織物的機(jī)器和設(shè)備上所作的充分投資,允許我們以SAERTEX 廣為人知的高水平服務(wù)、品質(zhì)和可信度為美國(guó)和全球市場(chǎng)生產(chǎn)這些織物產(chǎn)品?!?   SAERTEX 3D 織物和3D 坯料目前的一些應(yīng)用包括海運(yùn)船體和結(jié)構(gòu)組件、大型工業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)儲(chǔ)罐、石油鉆探零部件、巴士車身固定點(diǎn)、防彈產(chǎn)品和游樂(lè)園的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。圖1 所示為此類結(jié)構(gòu)的一些案例。   圖1. 采用了SAERTEX 無(wú)卷曲3D 織物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。   3D 織物   與2D 機(jī)織物形成對(duì)比,SAERTEX3D織物和3D坯料有三個(gè)主要部分組成:0°、90°和沿厚度方向的纖維,稱為Z 纖維,如圖2 所示。幾乎任何纖維類型都可用于0°、90°和Z 方向。高度順直的纖維還形成了清晰的樹(shù)脂流動(dòng)路線,這反過(guò)來(lái)為這些織物制造了較快的浸潤(rùn)速度。   SAERTEX 3D 織物和3D 坯料在很多方面有別于傳統(tǒng)的3D 機(jī)織物。最重要的區(qū)別是面內(nèi)(0°和90°)纖維無(wú)卷曲。因此,采用SAERTEX 3D 織物/坯料的復(fù)合材料比使用傳統(tǒng)3D 機(jī)織物或多層2D 機(jī)織物的復(fù)合材料具有更好的面內(nèi)抗拉強(qiáng)度。   SAERTEX 3D 織物和3D 坯料的主要區(qū)別在于厚度。這些織物能卷成大卷來(lái)發(fā)貨。它們的厚度可以達(dá)到3 毫米(0.12 英寸),寬度可以達(dá)到1525 毫米(60英寸)。坯料以平幅發(fā)貨。其單層織物可以達(dá)到50 毫米(1.97 英寸)的厚度,寬度可以達(dá)到838 毫米(33 英寸)。   圖2. SAERTEX 無(wú)卷曲3D 織物的纖維結(jié)構(gòu)示意圖。   公司已經(jīng)采用SAERTEX 3D 織物/3D 坯料加工設(shè)備制造了織物產(chǎn)品和一些原料,包括:E 玻纖和S 玻纖;芳綸纖維,如Kevlar 纖維和Twaron 纖維;聚丙烯腈基 碳纖維和瀝青基碳纖維;以及,例如氧化鋁、二氧化硅、聚乙烯、超高分子量聚乙烯和不銹鋼絲等專用纖維。   SAERTEX 3D 織物能為復(fù)合材料零部件帶來(lái)出眾的性能優(yōu)勢(shì)和加工優(yōu)勢(shì),包括樹(shù)脂浸潤(rùn)速度快和鋪層時(shí)間短。舉一個(gè)提高浸潤(rùn)速度的例子,一層3260g/m2(96 oz/yd2)的織物,其浸潤(rùn)速度比一塊四層820g/m2(24 oz/yd2)2D 機(jī)織物的浸潤(rùn)速度快兩倍。采用單層的全厚度SAERTEX 3D 織物還能大大減少剪裁和鋪層時(shí)間。   SAERTEX 的3D 織物顯示了超常的抑制分層的特性,這能直接為復(fù)合材料的性能帶來(lái)許多好處:提高斷裂韌性;提高抗沖擊性和損傷容限;以及,加工時(shí)不發(fā)生邊界分層。   對(duì)Z 纖維的動(dòng)態(tài)控制,提供了一種制造單幅整體織物的方法,包括多層厚度,或“并幅布”(splits)。將“并幅”區(qū)域折疊可令織物形成一些簡(jiǎn)單形狀,例如“I”型梁的形狀,“H”型聯(lián)結(jié)器的形狀,或者“π”的形狀。已經(jīng)證明這些產(chǎn)品形狀與那些“L”形2D 機(jī)織物層壓產(chǎn)品相比,能增加復(fù)合材料連接件的強(qiáng)度。 更多信息請(qǐng)關(guān)注中國(guó)復(fù)合材料信息網(wǎng) www.cnfrp.com

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