કાર્બન ફાઈબર કમ્પોઝીટ પ્રોસેસિંગ ગાઈડ
કાર્બન ફાઈબર કમ્પોઝીટ: પ્રોસેસિંગ ગાઈડ
કાર્બન ફાઇબર (CF) કમ્પોઝીટની પ્રક્રિયા કરવી એ એક મુશ્કેલ વ્યવસાય છે, કારણ કે મોટાભાગના એન્જીનિયરો મેટાલિક ભાગોને ડિઝાઇન કરવાની પૃષ્ઠભૂમિમાંથી ઉત્પાદન અથવા ડિઝાઇન કરવાનું વિચારે છે.તેને બ્લેક એલ્યુમિનિયમ કહેવામાં આવે છે, અને તેની ડિઝાઇન અને ફેબ્રિકેશનને બ્લેક આર્ટ તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે.તે શું છે, ખરેખર?
આ ડિઝાઇન માર્ગદર્શિકાનો હેતુ કાર્બન ફાઇબર સંયુક્ત સામગ્રી પર સામાન્ય માહિતી અને વિશિષ્ટતાઓ અને કાર્બન ફાઇબર સંયોજનો સાથે હળવા વજનના ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઉત્પાદનોને ડિઝાઇન કરવા માટેની કેટલીક માર્ગદર્શિકા પ્રદાન કરવાનો છે.
શા માટે કાર્બન ફાઇબર
સજાતીય ધાતુઓ અને પ્લાસ્ટિકની તુલનામાં કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટ્સમાં અસાધારણ યાંત્રિક ગુણધર્મો છે.સામગ્રી મજબૂત, સખત અને હલકો છે.આ સંયોજનો એપ્લીકેશન માટે પસંદગીની સામગ્રી છે જ્યાં હલકો અને શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન સર્વોપરી છે, જેમ કે અવકાશયાન, ફાઇટર એરક્રાફ્ટ અને રેસ કાર માટેના ઘટકો.
કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટ શું છે
સંયુક્ત સામગ્રીઓ મજબૂતીકરણ (ફાઇબર) ને મેટ્રિક્સ (રેઝિન) સાથે સંયોજિત કરીને બનાવવામાં આવે છે, અને ફાઇબર અને મેટ્રિક્સનું આ સંયોજન એકલા સામગ્રીઓમાંથી કોઈ એક કરતાં શ્રેષ્ઠ લાક્ષણિકતાઓ પ્રદાન કરે છે.સંયુક્ત સામગ્રીમાં, ફાઇબર મોટાભાગનો ભાર વહન કરે છે અને તે ભૌતિક ગુણધર્મોમાં મુખ્ય ફાળો આપનાર છે.રેઝિન તંતુઓ વચ્ચેના ભારને સ્થાનાંતરિત કરવામાં મદદ કરે છે, તંતુઓને બકલિંગ કરતા અટકાવે છે અને સામગ્રીને એકસાથે બાંધે છે.
તેની કિંમત કેટલી?
ઐતિહાસિક રીતે, કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટ ખૂબ ખર્ચાળ છે, જેણે તેનો ઉપયોગ માત્ર વિશેષ એપ્લિકેશનો સુધી મર્યાદિત રાખ્યો છે.જો કે, છેલ્લા સત્તર વર્ષોમાં, જેમ જેમ વપરાશ વધ્યો છે અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં ઓટોમેશન વધ્યું છે, તેમ કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટની કિંમતમાં ઘટાડો થયો છે.સંયુક્ત અસરથી હાઇ-એન્ડ એલ્યુમિનિયમ ઉત્પાદનોની એકંદર કિંમતમાં ઘટાડો થયો છે.આજે, કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટ રમતગમતનો સામાન, પર્ફોર્મન્સ બોટ, પરફોર્મન્સ વ્હીકલ્સ અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઔદ્યોગિક મશીનરી જેવી ઘણી એપ્લિકેશનોમાં આર્થિક રીતે સધ્ધર છે.
અરજીઓ
સંયુક્ત સામગ્રી અત્યંત સર્વતોમુખી છે.ઇજનેર ઇચ્છિત સામગ્રીના ગુણધર્મો મેળવવા માટે વિવિધ પ્રકારના ફાઇબર અને રેઝિનમાંથી પસંદ કરી શકે છે.ઉપરાંત, સામગ્રીની જાડાઈ અને ફાઈબર ઓરિએન્ટેશન દરેક એપ્લિકેશન માટે ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે.
કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટના ફાયદા છે:
1.ઉચ્ચ ચોક્કસ જડતા (ઘનતા દ્વારા વિભાજિત જડતા)
2.ઉચ્ચ ચોક્કસ તાકાત (ઘનતા દ્વારા વિભાજિત તાકાત)
3. થર્મલ વિસ્તરણનું અત્યંત નીચું ગુણાંક (CTE)
4. એક્સ-રે પારદર્શક (તેના ઓછા પરમાણુ વજનને કારણે)
કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટનો ઉપયોગ કયા કાર્યક્રમોમાં થાય છે?
ઉચ્ચ ચોક્કસ તાકાત, જડતા અને નીચા CTE સાથે કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટની અનોખી સ્થિતિ તેમને નીચેના કોષ્ટકમાં બતાવ્યા પ્રમાણે ઘણા એપ્લિકેશન વિસ્તારોમાં અનન્ય સ્થાન પ્રદાન કરે છે:
કાર્બન ફાઇબર સંયોજનો માટે લાક્ષણિક એપ્લિકેશનો
ડિઝાઇન માહિતી
કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટને "ડિઝાઇનરની સામગ્રી" ગણવામાં આવે છે કારણ કે ભાગોને જરૂરી દિશાઓ અને સ્થાનો પર મજબૂતાઈ અને અથવા જડતા માટે તૈયાર કરી શકાય છે.આ વ્યૂહાત્મક રીતે સામગ્રી મૂકીને અને આવશ્યકતાઓને શ્રેષ્ઠ રીતે અનુરૂપ ફાઇબર દિશા નિર્ધારિત કરીને પ્રાપ્ત થાય છે.ઉપરાંત, કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટ ઓફર કરે છે તે ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન સુગમતા, ડિઝાઇનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાની તકો પૂરી પાડે છે, જેમ કે ભાગની કુલ કિંમતને વધુ ઘટાડવા માટે ઘણી બધી સુવિધાઓને ઇન-સિટુમાં એકીકૃત કરવી અને સામેલ કરવી.
ટૂલિંગ
મોલ્ડનો ઉપયોગ સંયુક્ત ભાગોના આકારને વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે થાય છે.સંયુક્ત ભાગ મોલ્ડના તમામ આકારો અને લક્ષણોને પસંદ કરશે;તેથી ભાગની ગુણવત્તા મોલ્ડની ગુણવત્તાથી ભારે પ્રભાવિત થાય છે.મોલ્ડ કાં તો પુરુષ અથવા સ્ત્રી હોઈ શકે છે.સ્ત્રી મોલ્ડ સૌથી સામાન્ય છે અને તેઓ એક સરળ બાહ્ય સપાટી સાથે એક ભાગ ઉત્પન્ન કરશે જ્યારે પુરુષ ઘાટ એક સરળ આંતરિક સપાટી ઉત્પન્ન કરશે.જો પ્રેસનો ઉપયોગ કરીને ભાગને એકીકૃત કરવામાં આવે તો મેળ ખાતો ઘાટ (પુરુષ અને સ્ત્રી) જરૂરી છે.
બે ભાગમાં ટૂલિંગ, જેને સામાન્ય રીતે "ક્લેમશેલ" કહેવામાં આવે છે
મોલ્ડ સંયુક્ત સામગ્રી, ધાતુથી ભરેલા ઇપોક્સી અથવા એલ્યુમિનિયમ અથવા સ્ટીલમાંથી મશિન બનાવી શકાય છે.વપરાયેલ ઘાટ અને સામગ્રીનો પ્રકાર ભાગના પ્રકાર અને ઉત્પાદન જથ્થા પર આધારિત છે.
ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા
ઉન્નત કાર્બન ફાઇબર ઉત્પાદન સામાન્ય રીતે થર્મોસેટ રેઝિન સાથે પૂર્વ-ઇમ્પ્રિગ્નેટેડ કાર્બન ફાઇબરનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે.વપરાયેલી બે મુખ્ય પદ્ધતિઓ છે:
1. હેન્ડ લેઅપ
પ્રી-ઇમ્પ્રિગ્નેટેડ વણાયેલી સામગ્રીનો હેન્ડ લેઅપ હજુ પણ સંયુક્ત ઉત્પાદન ઉદ્યોગનો એક મોટો ભાગ છે, જેને જટિલ આકારોમાં સપાટ પ્લીઝ બનાવવા માટે માનવ કર્મચારીઓની કુશળતા અને અનુભવની જરૂર છે.તે ઉચ્ચ પ્રદર્શન અને જટિલ ભાગો ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ છે પરંતુ તે એક ખર્ચાળ અને અત્યંત ચલ પ્રક્રિયા હોઈ શકે છે.
2. ઓટોમેટેડ ફાઈબર પ્લેસમેન્ટ (AFP)
તમે જે ફાઇબરનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો તેની પહોળાઈ અને કોમ્પેક્શન રોલર ત્રિજ્યાને ધ્યાનમાં લેવા જેવી મુખ્ય બાબતો છે.
