কার্বন ফাইবার এটি একটি ফাইবার উপাদান যার কার্বনের পরিমাণ ৯৫% এরও বেশি। এর চমৎকার যান্ত্রিক, রাসায়নিক, বৈদ্যুতিক এবং অন্যান্য চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি "নতুন উপকরণের রাজা" এবং একটি কৌশলগত উপাদান যা সামরিক ও বেসামরিক উন্নয়নে অনুপস্থিত। "কালো সোনা" নামে পরিচিত।
কার্বন ফাইবার উৎপাদন লাইন নিম্নরূপ:
সরু কার্বন ফাইবার কিভাবে তৈরি হয়?
কার্বন ফাইবার উৎপাদন প্রক্রিয়া প্রযুক্তি এখন পর্যন্ত উন্নত হয়েছে এবং পরিপক্ক হয়েছে। কার্বন ফাইবার যৌগিক উপকরণের ক্রমাগত বিকাশের সাথে সাথে, এটি জীবনের সকল স্তরের দ্বারা ক্রমশ জনপ্রিয় হয়ে উঠছে, বিশেষ করে বিমান, অটোমোবাইল, রেল, বায়ু শক্তি ব্লেড ইত্যাদির শক্তিশালী বৃদ্ধি এবং এর চালিকা শক্তি, কার্বন ফাইবার শিল্পের বিকাশ। সম্ভাবনা আরও বিস্তৃত।
কার্বন ফাইবার শিল্প শৃঙ্খলকে উজান এবং ভাটিতে ভাগ করা যায়। উজান বলতে সাধারণত কার্বন ফাইবার-নির্দিষ্ট উপকরণ উৎপাদন বোঝায়; ডাউনস্ট্রিম বলতে সাধারণত কার্বন ফাইবার প্রয়োগের উপাদান উৎপাদন বোঝায়। উজান এবং ভাটিতে অবস্থিত কোম্পানিগুলি কার্বন ফাইবার উৎপাদন প্রক্রিয়ায় তাদের সরঞ্জাম সরবরাহকারী হিসেবে ভাবতে পারে। চিত্রে দেখানো হয়েছে:
কার্বন ফাইবার শিল্প শৃঙ্খলের উপরের দিকে কাঁচা রেশম থেকে কার্বন ফাইবার পর্যন্ত পুরো প্রক্রিয়াটিকে জারণ চুল্লি, কার্বনাইজেশন চুল্লি, গ্রাফিটাইজেশন চুল্লি, পৃষ্ঠ চিকিত্সা এবং আকার পরিবর্তনের মতো প্রক্রিয়াগুলির মধ্য দিয়ে যেতে হয়। ফাইবার কাঠামোতে কার্বন ফাইবারের প্রাধান্য রয়েছে।
কার্বন ফাইবার শিল্প শৃঙ্খলের উজানের অংশ পেট্রোকেমিক্যাল শিল্পের অন্তর্গত, এবং অ্যাক্রিলোনাইট্রাইল মূলত অপরিশোধিত তেল পরিশোধন, ক্র্যাকিং, অ্যামোনিয়া জারণ ইত্যাদির মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়; পলিয়াক্রিলোনাইট্রাইল পূর্বসূরী ফাইবার, কার্বন ফাইবার পূর্বসূরী ফাইবারকে প্রাক-জারণ এবং কার্বনাইজ করে প্রাপ্ত হয়, এবং কার্বন ফাইবার যৌগিক উপাদান প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য কার্বন ফাইবার এবং উচ্চ-মানের রজন প্রক্রিয়াকরণ করে প্রাপ্ত হয়।
কার্বন ফাইবার উৎপাদন প্রক্রিয়ার মধ্যে প্রধানত অঙ্কন, খসড়া তৈরি, স্থিতিশীলকরণ, কার্বনাইজেশন এবং গ্রাফিটাইজেশন অন্তর্ভুক্ত। চিত্রে দেখানো হয়েছে:
অঙ্কন:এটি কার্বন ফাইবার উৎপাদন প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপ। এটি মূলত কাঁচামালকে তন্তুতে বিভক্ত করে, যা একটি ভৌত পরিবর্তন। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, ঘূর্ণায়মান তরল এবং জমাট বাঁধা তরলের মধ্যে ভর স্থানান্তর এবং তাপ স্থানান্তর এবং অবশেষে প্যান বৃষ্টিপাত হয়। ফিলামেন্টগুলি একটি জেল কাঠামো তৈরি করে।
খসড়া:ওরিয়েন্টেড ফাইবারের স্ট্রেচিং এফেক্টের সাথে কাজ করার জন্য ১০০ থেকে ৩০০ ডিগ্রি তাপমাত্রা প্রয়োজন। এটি প্যান ফাইবারের উচ্চ মডুলাস, উচ্চ শক্তিবৃদ্ধি, ঘনত্ব এবং পরিশোধনের ক্ষেত্রেও একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ।
স্থিতিশীলতা:থার্মোপ্লাস্টিক প্যান লিনিয়ার ম্যাক্রোমলিকুলার চেইনটি 400 ডিগ্রিতে গরম এবং জারণ পদ্ধতির মাধ্যমে একটি নন-প্লাস্টিক তাপ-প্রতিরোধী ট্র্যাপিজয়েডাল কাঠামোতে রূপান্তরিত হয়, যাতে এটি উচ্চ তাপমাত্রায় অ-গলিত এবং অ-দাহ্য হয়, ফাইবার আকৃতি বজায় রাখে এবং তাপগতিবিদ্যা স্থিতিশীল অবস্থায় থাকে।
কার্বনাইজেশন:১,০০০ থেকে ২০০০ ডিগ্রি তাপমাত্রায় প্যান থেকে অ-কার্বন উপাদানগুলিকে বের করে দেওয়া এবং অবশেষে ৯০% এর বেশি কার্বন উপাদান সহ টার্বোস্ট্র্যাটিক গ্রাফাইট কাঠামো সহ কার্বন ফাইবার তৈরি করা প্রয়োজন।
গ্রাফাইটাইজেশন: নিরাকার এবং টার্বোস্ট্র্যাটিক কার্বনাইজড উপকরণগুলিকে ত্রিমাত্রিক গ্রাফাইট কাঠামোতে রূপান্তর করতে 2,000 থেকে 3,000 ডিগ্রি তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়, যা কার্বন ফাইবারের মডুলাস উন্নত করার প্রধান প্রযুক্তিগত পরিমাপ।
কাঁচা রেশম উৎপাদন প্রক্রিয়া থেকে সমাপ্ত পণ্য পর্যন্ত কার্বন ফাইবারের বিস্তারিত প্রক্রিয়া হল, পূর্ববর্তী কাঁচা রেশম উৎপাদন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্যান কাঁচা রেশম উৎপাদিত হয়। তারের ফিডারের ভেজা তাপ দ্বারা প্রাক-ড্রয়িংয়ের পর, এটি ক্রমান্বয়ে অঙ্কন যন্ত্র দ্বারা প্রাক-জারণ চুল্লিতে স্থানান্তরিত হয়। প্রাক-জারণ চুল্লি গ্রুপে বিভিন্ন গ্রেডিয়েন্ট তাপমাত্রায় বেক করার পর, জারিত তন্তু তৈরি হয়, অর্থাৎ, প্রাক-জারণ তন্তু; মাঝারি-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-তাপমাত্রার কার্বনাইজেশন চুল্লির মধ্য দিয়ে যাওয়ার পর প্রাক-জারণ তন্তুগুলি কার্বন ফাইবারে গঠিত হয়; কার্বন ফাইবার পণ্যগুলি পাওয়ার জন্য কার্বন ফাইবারগুলিকে চূড়ান্ত পৃষ্ঠ চিকিত্সা, আকার পরিবর্তন, শুকানো এবং অন্যান্য প্রক্রিয়ার শিকার করা হয়। ক্রমাগত তারের খাওয়ানো এবং সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের পুরো প্রক্রিয়া, যেকোনো প্রক্রিয়ায় সামান্য সমস্যা স্থিতিশীল উৎপাদন এবং চূড়ান্ত কার্বন ফাইবার পণ্যের গুণমানকে প্রভাবিত করবে। কার্বন ফাইবার উৎপাদনের একটি দীর্ঘ প্রক্রিয়া প্রবাহ, অনেক প্রযুক্তিগত মূল বিষয় এবং উচ্চ উৎপাদন বাধা রয়েছে। এটি একাধিক শাখা এবং প্রযুক্তির একীকরণ।
উপরে কার্বন ফাইবার তৈরির কথা বলা হয়েছে, আসুন দেখে নেওয়া যাক কার্বন ফাইবার কাপড় কীভাবে ব্যবহার করা হয়!
কার্বন ফাইবার কাপড়ের পণ্য প্রক্রিয়াজাতকরণ
১. কাটা
মাইনাস ১৮ ডিগ্রি তাপমাত্রায় কোল্ড স্টোরেজ থেকে প্রিপ্রেগ বের করা হয়। জাগ্রত হওয়ার পর, প্রথম ধাপ হল স্বয়ংক্রিয় কাটিং মেশিনে উপাদানের চিত্র অনুসারে উপাদানটি সঠিকভাবে কাটা।
2. পাকাকরণ
দ্বিতীয় ধাপ হল লেয়ারিং টুলে প্রিপ্রেগ স্থাপন করা এবং ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে বিভিন্ন স্তর স্থাপন করা। সমস্ত প্রক্রিয়া লেজার পজিশনিং এর অধীনে সম্পন্ন হয়।
৩. গঠন
একটি স্বয়ংক্রিয় হ্যান্ডলিং রোবটের মাধ্যমে, প্রিফর্মটি কম্প্রেশন মোল্ডিংয়ের জন্য মোল্ডিং মেশিনে পাঠানো হয়।
৪. কাটা
গঠনের পর, ওয়ার্কপিসের মাত্রিক নির্ভুলতা নিশ্চিত করার জন্য কাটিং এবং ডিবারিং-এর চতুর্থ ধাপের জন্য ওয়ার্কপিসটি কাটিং রোবট ওয়ার্কস্টেশনে পাঠানো হয়। এই প্রক্রিয়াটি CNC-তেও পরিচালিত হতে পারে।
৫. পরিষ্কার করা
পঞ্চম ধাপ হল ক্লিনিং স্টেশনে ড্রাই আইস ক্লিনিং করা যাতে রিলিজ এজেন্ট অপসারণ করা যায়, যা পরবর্তী আঠালো আবরণ প্রক্রিয়ার জন্য সুবিধাজনক।
৬. আঠা
ষষ্ঠ ধাপ হল গ্লুইং রোবট স্টেশনে স্ট্রাকচারাল আঠা লাগানো। গ্লুইং অবস্থান, আঠার গতি এবং আঠার আউটপুট সবকিছুই সঠিকভাবে সমন্বয় করা হয়। ধাতব অংশগুলির সাথে সংযোগের কিছু অংশ রিভেট করা হয়, যা রিভেটিং স্টেশনে করা হয়।
৭. সমাবেশ পরিদর্শন
আঠা লাগানোর পর, ভেতরের এবং বাইরের প্যানেলগুলি একত্রিত করা হয়। আঠা লাগানোর পর, কীহোল, বিন্দু, রেখা এবং পৃষ্ঠের মাত্রিক নির্ভুলতা নিশ্চিত করার জন্য নীল আলো সনাক্তকরণ করা হয়।
কার্বন ফাইবার প্রক্রিয়াজাত করা আরও কঠিন
কার্বন ফাইবারে কার্বন পদার্থের শক্তিশালী প্রসার্য শক্তি এবং তন্তুর নরম প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা উভয়ই রয়েছে। কার্বন ফাইবার একটি নতুন উপাদান যার চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ কার্বন ফাইবার এবং আমাদের সাধারণ ইস্পাতের কথা ধরুন, কার্বন ফাইবারের শক্তি প্রায় 400 থেকে 800 MPa, যেখানে সাধারণ ইস্পাতের শক্তি 200 থেকে 500 MPa। দৃঢ়তার দিক থেকে দেখলে, কার্বন ফাইবার এবং ইস্পাত মূলত একই রকম, এবং কোনও স্পষ্ট পার্থক্য নেই।
কার্বন ফাইবারের শক্তি বেশি এবং ওজন কম, তাই কার্বন ফাইবারকে নতুন উপকরণের রাজা বলা যেতে পারে। এই সুবিধার কারণে, কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড কম্পোজিট (CFRP) প্রক্রিয়াকরণের সময়, ম্যাট্রিক্স এবং ফাইবারগুলির মধ্যে জটিল অভ্যন্তরীণ মিথস্ক্রিয়া হয়, যার ফলে তাদের ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলি ধাতুর থেকে আলাদা হয়। CFRP-এর ঘনত্ব ধাতুর তুলনায় অনেক কম, যদিও শক্তি বেশিরভাগ ধাতুর তুলনায় বেশি। CFRP-এর অসঙ্গতির কারণে, প্রক্রিয়াকরণের সময় প্রায়শই ফাইবার পুল-আউট বা ম্যাট্রিক্স ফাইবার বিচ্ছিন্নতা ঘটে; CFRP-এর উচ্চ তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যা প্রক্রিয়াকরণের সময় সরঞ্জামগুলিতে এটিকে আরও চাহিদাপূর্ণ করে তোলে, তাই উৎপাদন প্রক্রিয়ায় প্রচুর পরিমাণে কাটিয়া তাপ উৎপন্ন হয়, যা সরঞ্জামের পরিধানের জন্য আরও গুরুতর।
একই সময়ে, এর প্রয়োগ ক্ষেত্রগুলির ক্রমাগত সম্প্রসারণের সাথে সাথে, প্রয়োজনীয়তাগুলি আরও বেশি সূক্ষ্ম হয়ে উঠছে, এবং উপকরণের প্রযোজ্যতার প্রয়োজনীয়তা এবং CFRP-এর জন্য মানের প্রয়োজনীয়তাগুলি আরও কঠোর হয়ে উঠছে, যার ফলে প্রক্রিয়াকরণ খরচও বৃদ্ধি পাচ্ছে।
কার্বন ফাইবার বোর্ড প্রক্রিয়াজাতকরণ
কার্বন ফাইবার বোর্ড নিরাময় এবং গঠনের পর, নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা বা সমাবেশের প্রয়োজনের জন্য কাটা এবং ড্রিলিং-এর মতো পোস্ট-প্রসেসিং প্রয়োজন। কাটা প্রক্রিয়ার পরামিতি এবং কাটার গভীরতার মতো একই পরিস্থিতিতে, বিভিন্ন উপকরণ, আকার এবং আকারের সরঞ্জাম এবং ড্রিল নির্বাচনের প্রভাব খুব আলাদা হবে। একই সময়ে, সরঞ্জাম এবং ড্রিলের শক্তি, দিক, সময় এবং তাপমাত্রার মতো বিষয়গুলিও প্রক্রিয়াকরণের ফলাফলকে প্রভাবিত করবে।
প্রক্রিয়াকরণ-পরবর্তী প্রক্রিয়ায়, হীরার আবরণযুক্ত এবং একটি শক্ত কার্বাইড ড্রিল বিট সহ একটি ধারালো হাতিয়ার বেছে নেওয়ার চেষ্টা করুন। হাতিয়ার এবং ড্রিল বিটের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা নিজেই প্রক্রিয়াকরণের গুণমান এবং সরঞ্জামের পরিষেবা জীবন নির্ধারণ করে। যদি সরঞ্জাম এবং ড্রিল বিট যথেষ্ট ধারালো না হয় বা অনুপযুক্তভাবে ব্যবহার করা হয়, তবে এটি কেবল ক্ষয়ক্ষতি ত্বরান্বিত করবে না, পণ্যের প্রক্রিয়াকরণ খরচ বাড়িয়ে দেবে, বরং প্লেটের ক্ষতিও করবে, প্লেটের আকৃতি এবং আকার এবং প্লেটের গর্ত এবং খাঁজের মাত্রার স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করবে। উপাদানের স্তরযুক্ত ছিঁড়ে ফেলা, এমনকি ব্লক ধসের কারণ হয়, যার ফলে পুরো বোর্ডটি স্ক্র্যাপ হয়ে যায়।
ড্রিলিং করার সময়কার্বন ফাইবার শীট, গতি যত দ্রুত, প্রভাব তত ভালো। ড্রিল বিট নির্বাচনের ক্ষেত্রে, PCD8 ফেস এজ ড্রিল বিটের অনন্য ড্রিল টিপ ডিজাইন কার্বন ফাইবার শীটের জন্য আরও উপযুক্ত, যা কার্বন ফাইবার শীটগুলিকে আরও ভালভাবে ভেদ করতে পারে এবং ডিলামিনেশনের ঝুঁকি কমাতে পারে।
পুরু কার্বন ফাইবার শীট কাটার সময়, বাম এবং ডান হেলিকাল এজ ডিজাইন সহ একটি দ্বি-ধারী কম্প্রেশন মিলিং কাটার ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়। এই ধারালো কাটিং এজে উপরের এবং নীচের উভয় হেলিকাল টিপস রয়েছে যা কাটার সময় টুলের অক্ষীয় বলকে উপরে এবং নীচে ভারসাম্য বজায় রাখে। , ফলস্বরূপ কাটিং বল উপাদানের ভিতরের দিকে নির্দেশিত হয় তা নিশ্চিত করার জন্য, যাতে স্থিতিশীল কাটিং অবস্থা পাওয়া যায় এবং উপাদানের ডিলামিনেশনের ঘটনা দমন করা যায়। "পাইনাপল এজ" রাউটারের উপরের এবং নীচের হীরা-আকৃতির প্রান্তের নকশাও কার্যকরভাবে কার্বন ফাইবার শীট কাটতে পারে। এর গভীর চিপ বাঁশি কাটার প্রক্রিয়া চলাকালীন চিপগুলির স্রাবের মাধ্যমে প্রচুর কাটিয়া তাপ কেড়ে নিতে পারে, যাতে কার্বন ফাইবারের ক্ষতি এড়ানো যায়। শীট বৈশিষ্ট্য।
01 ক্রমাগত দীর্ঘ ফাইবার
পণ্যের বৈশিষ্ট্য:কার্বন ফাইবার প্রস্তুতকারকদের সবচেয়ে সাধারণ পণ্য রূপ, এই বান্ডিলটি হাজার হাজার মনোফিলামেন্ট দিয়ে গঠিত, যা মোচড়ানোর পদ্ধতি অনুসারে তিন প্রকারে বিভক্ত: NT (নেভার টুইস্টেড, আনটুইস্টেড), UT (আনটুইস্টেড, আনটুইস্টেড), TT বা ST (টুইস্টেড, টুইস্টেড), যার মধ্যে NT হল সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত কার্বন ফাইবার।
প্রধান প্রয়োগ:প্রধানত CFRP, CFRTP বা C/C যৌগিক উপকরণের মতো যৌগিক উপকরণের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলির মধ্যে রয়েছে বিমান/মহাকাশ সরঞ্জাম, ক্রীড়া সামগ্রী এবং শিল্প সরঞ্জামের যন্ত্রাংশ।
০২ প্রধান ফাইবার সুতা
পণ্যের বৈশিষ্ট্য:ছোট ফাইবার সুতা, ছোট কার্বন ফাইবার থেকে তৈরি সুতা, যেমন সাধারণ-উদ্দেশ্য পিচ-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার, সাধারণত ছোট ফাইবার আকারে তৈরি পণ্য।
প্রধান ব্যবহার:তাপ নিরোধক উপকরণ, ঘর্ষণ-বিরোধী উপকরণ, সি/সি যৌগিক যন্ত্রাংশ ইত্যাদি।
03 কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক
পণ্যের বৈশিষ্ট্য:এটি ক্রমাগত কার্বন ফাইবার বা কার্বন ফাইবার স্পুন সুতা দিয়ে তৈরি। বুনন পদ্ধতি অনুসারে, কার্বন ফাইবার কাপড়গুলিকে বোনা কাপড়, বোনা কাপড় এবং অ বোনা কাপড়ে ভাগ করা যায়। বর্তমানে, কার্বন ফাইবার কাপড় সাধারণত বোনা কাপড়।
প্রধান প্রয়োগ:অবিচ্ছিন্ন কার্বন ফাইবারের মতোই, যা মূলত CFRP, CFRTP বা C/C যৌগিক উপকরণের মতো যৌগিক উপকরণে ব্যবহৃত হয় এবং প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলির মধ্যে রয়েছে বিমান/মহাকাশ সরঞ্জাম, ক্রীড়া সামগ্রী এবং শিল্প সরঞ্জামের যন্ত্রাংশ।
04 কার্বন ফাইবার ব্রেইড বেল্ট
পণ্যের বৈশিষ্ট্য:এটি এক ধরণের কার্বন ফাইবার কাপড়ের অন্তর্গত, যা ক্রমাগত কার্বন ফাইবার বা কার্বন ফাইবার স্পুন সুতা থেকেও বোনা হয়।
প্রধান ব্যবহার:প্রধানত রজন-ভিত্তিক পুনর্বহাল উপকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে নলাকার পণ্য উৎপাদন এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য।
০৫ কাটা কার্বন ফাইবার
