Jak se vyrábějí trubky z uhlíkových vláken

Trubky z uhlíkových vláken jsou ideální jak pro kutily, tak pro profesionály. Využitím tuhosti uhlíkových vláken lze extrémně tuhou a přitom lehkou trubkovou konstrukci použít v široké škále aplikací.

Trubky z uhlíkových vláken mohou nahradit ocel, ale častěji nahrazují hliník. V mnoha případech může trubka z uhlíkových vláken vážit 1/3 hliníkové trubky a stále mít stejné nebo lepší pevnostní charakteristiky. Z tohoto důvodu se trubky vyztužené uhlíkovými vlákny často nacházejí v aplikacích, kde je lehkost rozhodující, jako je letectví, závodní auta a rekreační sporty.

Nejběžnější tvary trubkových profilů z uhlíkových vláken jsou čtverce, obdélníky a kruhy. Obdélníkové a čtvercové profily se běžně označují jako "krabicový nosník". Nosníky z uhlíkových vláken poskytují konstrukci vynikající tuhost a simulují dva rovnoběžné I-nosníky.

Aplikace trubic z uhlíkových vláken

U každé aplikace, kde je hmotnost rozhodující, bude přechod na uhlíková vlákna přínosem. Níže jsou uvedeny některé z nejběžnějších použití trubek z uhlíkových vláken:

ČTĚTE VÍCE

Tajemství výroby uhlíkových vláken odhaleno

Autor: Todd Johnson

Letecké nosníky a nosníky

Strukturální komponenty Formule 1

Hřídele šípů

Trubky pro jízdní kola

Kajaková pádla

Výroba trubek z uhlíkových vláken

Duté kompozitní struktury mohou být obtížně vyrobitelné. Je to proto, že tlak musí být vyvíjen jak na vnitřní, tak na vnější stranu laminátu. Trubky z uhlíkových vláken s kontinuálním profilem se častěji vyrábějí buď pultruzí nebo navíjením vláken.

Pultrudované trubky jsou zdaleka nejhospodárnější metodou výroby spojitých kompozitních profilů. Při pultruzi duté trubky je zapotřebí "plovoucí trn". Pochromovaná ocelová tyč je pevně připevněna na místě na straně matrice, kam vstupuje surovina. Montážní hardware je dostatečně daleko, aby nepřekážel impregnovanému vláknu při vstupu do matrice.

Prostor mezi trnem a matricí bude určovat tloušťku stěny trubky z uhlíkových vláken.

Pultrudující trubky z uhlíkových vláken umožňují výrobu trubek prakticky libovolné délky. Přeprava trubky je obecně omezením délky. Při pultruzi bude většina vlákna probíhat ve směru trubice. To vytváří trubku s ohromnou tuhostí, ale ne příliš velkou pevností v obruči nebo v příčném směru.

Trubky z uhlíkových vláken vinutých vláken

Pro zvýšení pevnosti a vlastností ve všech směrech je navíjení vláken efektivní metodou při výrobě trubek z uhlíkových vláken. Vláknité navinuté dutinky jsou cenově výhodné a mají vynikající vlastnosti, avšak největší omezení je založeno na délce navíjecího stroje.

Další výrobní procesy

Pultruze a navíjení vláken, ačkoli jsou nejběžnější, není jediným způsobem výroby trubek z uhlíkových vláken. Lisování močového měchýře, lisování, vakuová infuze a zpracování v autoklávu jsou všechny způsoby výroby trubek z uhlíkových vláken. Každý z nich má své výhody i nevýhody.