Kohlenstofffaser-Prepreg ist ein wichtiges Zwischenprodukt von Verbundwerkstoffen, das aus Matrixharzen (wie Epoxidharzen, Phenolharzen, Bismaleimid usw.) und verstärkten Fasern (wie Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, Basaltfasern usw.) besteht.

Materialzusammensetzung und Vorteile von Carbonfaser-Prepreg

Carbonfaser-Prepreg besteht hauptsächlich aus Verstärkungsmaterialien (Carbonfasergarn, Epoxidharz) und Trennpapier und wird durch Prozesse wie Beschichten, Heißpressen, Kühlen, Laminieren und Wickeln verarbeitet. Zu seinen Vorteilen gehören:

1. Gute mechanische Eigenschaften: Die Festigkeit von Kohlefasern kann das 6- bis 12-fache der von Stahl erreichen, während die Dichte weniger als 1/4 der von Stahl beträgt.

2. Wenige Produktfehler: Prepreg kann Fehler im Produktionsprozess reduzieren.

3. Genaue Kontrolle des Faservolumengehalts: Gewährleisten Sie die Konsistenz der Produktleistung.

4. Gleichbleibende Leistungs- und Verarbeitungseigenschaften: Geeignet für die Produktion im großen Maßstab.

5. Optimales Leistungs-/Gewichtsverhältnis: Kombiniert hohe Festigkeit und leichte Eigenschaften.

Klassifizierung von Carbonfaser-Prepreg

1. Unidirektionales Prepreg (UD): Die Fasern sind in einer Richtung angeordnet und eignen sich für Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und Steifigkeit erfordern.

   ■ 12K: 50~400g/m²

   ■ 16K: 75~560g/m²

   ■ 24K: 75~400g/m²

   ■ 48K oder 50K: 150~600g/m²

2. Gewebeprepreg: Umfasst die Gewebearten Leinwandbindung, Köperbindung und Gelege (Multiaxialgewebe).

   ■ Leinwandbindung: Schlechte Pflasterleistung, hohe Faserbiegerate.

   ■ Köper: Mittlere Pflasterleistung, mittlere Faserbiegerate.

   ■ Gelege: Mittlere Einbauleistung, keine Faserverbiegung.

Herstellungsprozess von Kohlefaser-Prepreg

1. Lösungsmittelbasiertes Verfahren: Geeignet für die Herstellung von Gewebeprepregs.

2. Zweistufiger Prepreg-Prozess mit Duroplasten: Umfasst die Harzfilmvorbereitung und den Imprägnierungsprozess; dies ist das gängige Verfahren.

   ■ Harzfilmvorbereitung: PE-Film Harzbeschichtungswalze Harzfilm-Trennpapier

   ■ Imprägnierung: Hotmelt-Verfahren

3. Einstufiger Prozess: Hohe Produktionseffizienz, bequemer und zuverlässiger Betrieb, aber großer Materialverlust, hoher Energieverbrauch.

Anwendung von Carbonfaser-Prepreg

1. Vakuumbeutel-Hochtemperatur-Aushärtungsverfahren: Wird in der Luft- und Raumfahrt, Windkraft, im Schiffsbau, in der Automobilindustrie, bei Innenteilen für den Schienenverkehr usw. angewendet.

2. Autoklavverfahren: Wird für hochwertige Verbundprodukte und Strukturkomponenten verwendet.

3. Prepreg-Formverfahren (PCM-Verfahren): Geeignet für die Herstellung komplex geformter Produkte.

4. Prepreg-Bandwickelverfahren/Bearbeitungsverfahren für vorimprägniertes Garn: Wird bei Angelruten, Golfschlägern, Skistöcken, Rohrleitungsdruckbehältern usw. angewendet.

Prozessauswahl

Bei der Auswahl der Fertigungsverfahren müssen die Produktkategorie sowie die Qualitäts- und Kostenanforderungen des Kunden berücksichtigt werden. Im Einzelnen:

1. Vakuumbeutel-Hochtemperatur-Aushärtungsverfahren: Geeignet für Produkte, die ein geringes Gewicht, hohe Festigkeit und hohe Leistung erfordern, wie etwa in der Luft- und Raumfahrt und Windkraft.

2. Autoklavverfahren: Geeignet für die Herstellung hochwertiger Verbundprodukte und Strukturkomponenten, die eine bessere Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität bieten können.

3. Prepreg-Formverfahren (PCM-Verfahren): Geeignet für die Großserienproduktion komplex geformter Produkte mit hoher Produktionseffizienz und geringen Kosten.

4. Prepreg-Bandwickelverfahren/Bearbeitungsverfahren für vorimprägniertes Garn: Geeignet für die Herstellung von langen Streifen- oder Rohrprodukten wie Angelruten, Golfschlägern und Rohrleitungsdruckbehältern.

Aus der obigen Einführung können wir erkennen, dass Kohlefaserprepregs im Bereich der Verbundwerkstoffe ein breites Anwendungsspektrum haben. Seine hervorragende Leistung und die vielfältigen Herstellungsverfahren machen es zu einem der unverzichtbaren Materialien in der modernen Industrie.