SAKAI OVEX adalah perusahaan Jepang yang didedikasikan untuk penelitian dan pengembangan teknologi serat terbuka (penyebaran) serat karbon dan produksi produk. Pada awal tahun 2010, perusahaan ini bekerja sama dengan Toho Tennax dari Jepang (sekarang Teijin) untuk mengembangkan produk serat karbon ultra-ringan, yang setengah ringannya dari produk serat karbon tertipis setelah perawatan serat karbon terbuka.
Makalah ini pertama-tama memperkenalkan karakteristik unggul bahan serat karbon, dan kemudian berfokus pada karakteristik teknologi serat terbuka serat karbon, serta menjelaskan keunggulan kinerja serat karbon terbuka dan material kompositnya, dan akhirnya digabungkan dengan SAKAI OVEX benang serat terbuka serat karbon perusahaan saat ini dalam bentuk produk utama dijelaskan secara singkat.
01, karakteristik serat karbon yang sangat baik
Serat karbon tidak hanya ringan, kuat, tahan korosi dan karakteristik lainnya, namun juga memiliki konduktivitas listrik yang sangat baik, tahan panas, stabilitas dimensi, stabilitas kimia.
Sifat mekanik/dinamis:
Berat jenisnya kecil (1,7 hingga 2.0) dan lebih ringan dari logam, dll.
Modulus elastisitas tinggi (200 hingga 650 GPa) dan kekakuan tinggi.
Kekuatan tinggi (3000MPa hingga 7000MPa).
Redaman getaran yang sangat baik.
Bahan anisotropik, memungkinkan desain struktural yang sesuai untuk tujuan tersebut.
Properti Termal:
Ketahanan panas yang sangat baik di atmosfer inert.
Koefisien muai panas yang kecil dan stabilitas dimensi yang baik.
Memiliki konduktivitas termal.
Sifat elektromagnetik:
Dengan pelindung gelombang elektromagnetik.
Permeabilitas yang baik terhadap sinar-X.
Sifat kimia: ketahanan kimia yang sangat baik.
Sifat listrik: memiliki tingkat konduktivitas listrik tertentu.
02, teknologi dan keunggulan serat karbon terbuka
Teknologi serat terbuka: juga dikenal sebagai teknologi penyebaran benang, yaitu penarikan serat karbon dalam berbagai macam tipis dan tersebar merata untuk menciptakan teknologi benang serat terbuka. Serat karbon adalah kumpulan ribuan hingga puluhan ribu filamen dengan penampang bulat atau agak datar. Setelah dibuka, ribuan hingga puluhan ribu filamen tersebar di seluruh lebarnya dengan penampang rata. Gambar di bawah menunjukkan penampang bagian dalam derek serat karbon sebelum dan sesudah disebar.
Kain yang menggunakan benang serat terbuka serat karbon memiliki keunggulan utama sebagai berikut:
Realisasi lapisan tipis, pengurangan sudut crimp, dan peningkatan sifat mekanik
a), dispersi resin seragam karena kerutan kecil
Gambar berikut membandingkan diagram struktur laminasi yang diproses menggunakan kain serat karbon sebelum dan sesudah pembukaan serat karbon, dimana sisi kiri menunjukkan diagram struktur sebelum pembukaan serat karbon, dan bagian kaya resin tidak terdistribusi secara merata pada laminasi yang menggunakan kain serat karbon konvensional. (3K). Dan pada laminasi yang terbuat dari kain benang serat terbuka serat karbon di sebelah kanan, resin dan serat karbon tersebar secara merata, dan sifat mekaniknya ditingkatkan.
b) Meningkatkan kelurusan serat karbon untuk memaksimalkan kinerja serat.
Derek serat karbon tanpa perawatan serat terbuka lebih tebal, permukaannya lebih cekung dan cembung, karena pembengkokan derek serat, kekuatannya berkurang, impregnasi resinnya buruk, dan antar lapisan mudah terkelupas (seperti yang ditunjukkan pada gambar kiri berikut). Setelah perawatan serat terbuka, derek serat karbon bagian dalamnya tipis, ringan, penurunan kecekungan dan kecembungan tidak merata, dan sudut tenunnya kecil. Ini memiliki sifat impregnasi resin yang sangat baik dan tidak mudah terkelupas di antara lapisan, dan oleh karena itu menunjukkan nilai sifat fisik yang tinggi seperti sifat kelelahan (seperti yang ditunjukkan pada gambar kanan di bawah). Oleh karena itu, setelah dilakukan perawatan open fiber, serat doanya lebih kecil dan dapat menghilangkan konsentrasi stres.
c), tidak akan menghasilkan pengelupasan antar lapisan akibat retakan melintang.
Bahan laminasi yang terbuat dari serat karbon tradisional dan kainnya rentan terhadap retakan melintang dan delaminasi antar lapisan (seperti yang ditunjukkan pada gambar kiri di bawah); setelah perawatan serat terbuka, laminasi yang dibuat menggunakan kain penyebaran serat karbon tidak terlalu rentan terhadap retakan melintang dan pengelupasan interlaminar (seperti yang ditunjukkan pada gambar kanan di bawah), yang menghasilkan peningkatan kekuatan lelah.
Peningkatan kekuatan geser tarik, lentur dan interlaminar pada laminasi CFRP menggunakan kain tenun terbuka serat karbon
03, Produk Serat Terbuka Serat Karbon Umum
3.1 Benang serat terbuka serat karbon
Setelah perawatan serat terbuka, derek serat karbon kelas PAN spesifikasi 12K-48K dapat menjadi serat terbuka terus menerus hingga lebar 2-40mm, dan sesuai dengan jenis serat karbon, kisaran lebar serat terbuka adalah juga berbeda.
Benang serat terbuka serat karbon.
3.2 Kain serat terbuka serat karbon
Serat karbon setelah pembukaan serat dapat digunakan untuk rajutan lusi, rajutan pakan dan kain lainnya, membentuk struktur yang lebih tipis dari tekstil serat karbon sebelumnya, sifat mampu bentuk (impregnasi resin) dan sifat fisik meningkat.
Tekstil serat karbon sebelum dan sesudah pembukaan serat
3.3 Prepreg serat terbuka serat karbon
Tergantung pada aplikasinya, berbagai jenis bahan antara seperti prepreg/semi-preg dapat diproses, dan jenis resin impregnasi dapat diubah, seperti resin termoset atau resin termoplastik.
Prepreg: Bahan dasar cetakan CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) yang dibuat dengan menghamili benang serat terbuka serat karbon atau kain serat terbuka dengan resin termoset atau resin termoplastik. Karena diresapi dengan resin, dapat digunakan untuk pencetakan panas jangka pendek.
Semi-impregnasi: Bahan dasar cetakan CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic) yang dibuat dengan melaminasi film resin termoplastik ke benang serat terbuka atau kain serat terbuka. Karena fleksibilitasnya, bahan ini memiliki kemampuan cetakan yang tinggi dan dapat dicetak menjadi CFRTP dengan pengepresan panas.
Diterjemahkan dengan www.DeepL.com/Translator (versi gratis)
