탄소 섬유 튜브 제조 공정

원형 튜브, 사각(직사각형) 튜브, 텔레스코픽 튜브 등 탄소 섬유 튜브는 다양한 복합 제조 방법을 통해 만들어집니다. 탄소 섬유 부품 제조업체로서 당사는 전문 지식을 활용하여 각 생산 라인을 통해 B2B 고객을 안내합니다. 이러한 튜브는 높은 중량 대비 강도, 내식성 및 강성으로 인해 가치가 높으며, 기술 및 비용 요구 사항을 충족하려면 올바른 제조 공정을 선택하는 것이 중요하다는 것을 잘 알고 있습니다. 이 가이드에서는 탄소섬유 튜브의 네 가지 주요 생산 방법인 롤 래핑, 인발, 압축 성형, 필라멘트 와인딩에 대해 설명하고 각 공정이 튜브 특성(핏, 강도, 치수 정밀도 등)에 어떤 영향을 미치는지 비교합니다. 당사의 목표는 구매 및 엔지니어링 팀이 특정 튜브 제품의 형상, 부피 및 성능 요구 사항에 가장 적합한 생산 라인을 이해하는 데 도움을 주는 것입니다.
탄소 섬유 튜브 제조 공정

목차

탄소섬유 튜브는 섬유의 방향이 다양하기 때문에 특정 구조적 요구사항에 맞게 맞춤 제작할 수 있습니다. "필요한 성능에 따라 탄소 섬유 튜브는 롤 래핑, 인발, 압축 성형 또는 필라멘트 와인딩과 같은 다양한 공정을 통해 생산할 수 있습니다. 각 공정은 튜브의 구조적 특성에 영향을 미칩니다."[1]. 등방성인 금속 튜브와 달리 섬유 방향에 따라 강도가 달라지므로 제조 방식이 최종 특성에 직접적인 영향을 미칩니다. 아래에서는 각 공정과 그 의미에 대해 간략하게 설명합니다. 원형, 정사각형 또는 텔레스코픽 튜브.

오토클레이브 경화

오토클레이브 경화 탄소 섬유 튜브

그리고 오토클레이브 프로세스 은 탄소 섬유 프리프레그 튜브를 진공 백에 넣고 열과 고압으로 경화하는 일괄 경화 방법입니다. 이 방법은 일반적으로 다음을 요구하는 애플리케이션에 사용됩니다. 최고의 품질과 정밀도. 오토클레이브 사이클에서 튜브 레이업을 고정하는 맨드릴 또는 몰드를 내열 진공 백에 밀봉하여 공기를 제거하고 섬유를 압축합니다.[3][4]. 그런 다음 포장된 부품을 가열 압력 용기(오토클레이브)에 넣고 정확한 일정에 따라 온도(보통 120-180°C)와 압력(예: 0.6-0.7MPa)을 제어합니다.[5]. 이렇게 하면 수지가 흐르면서 플라이가 빈 공간이 없는 고섬유 함량 튜브로 완전히 통합됩니다.[5].

오토클레이브 경화 수율 탁월한 기계적 특성 및 표면 마감. 섬유 부피는 최대화하고 공극은 최소화할 수 있습니다. 균일한 압력으로 인해 엄격한 치수 공차(대개 ±0.2mm 이내)를 달성할 수 있습니다.[6]. 실제로 오토클레이브로 만든 탄소섬유 튜브는 항공우주, 모터스포츠 및 의료 기기에서 고성능의 안전이 중요한 부품에 자주 사용됩니다. 예를 들어 오토클레이브에서 경화된 탄소 섬유 텔레스코픽 튜브 또는 정밀 계측 튜브는 직선적이고 균일한 벽과 우수한 섬유 분포를 갖습니다.

그림: 오토클레이브 경화 챔버의 탄소 섬유 프리프레그 튜브.

오토클레이브 경화 탄소 섬유 튜브 제조 공정

오토클레이브 탄소 섬유 튜브 제조 공정의 장단점

장점: 오토클레이브 경화는 모든 튜브 모양에 대해 유연한 레이업 일정과 맞춤형 섬유 방향(0°, 90°, ±45° 등)을 가능하게 합니다. 그 결과 다음과 같은 최고 품질의 튜브를 생산할 수 있습니다. 최대 강도 및 강성매우 매끄러운 외관 마감[7][2]. 또한 정밀한 경화 환경으로 인해 엄격한 공차 및 인서트 또는 엔드 피팅의 맞춤형 통합(레이업에 금속 인서트 사용)을 지원합니다.[6].

제한 사항: 가장 큰 단점은 비용과 처리량입니다. 오토클레이브는 자본 집약적이며 부품을 한 번에 한 배치씩 경화합니다. 이 공정은 소량 또는 중간 규모의 실행 또는 프로토타입에 가장 적합합니다. 또한 오토클레이브 가공에는 값비싼 프리프레그 재료와 냉동고 보관이 필요하므로 프로젝트 비용이 증가합니다.

일반적인 튜브 유형: 오토클레이브 방법은 다음과 같은 경우에 탁월합니다. 짧은 튜브 또는 복잡한 모양 품질이 가장 중요한 분야. 항공우주 붐용 원형 및 직사각형 튜브, 고급 스포츠 용품(예: 정밀 스키 폴 또는 장비), 의료용 튜브에는 오토클레이브 경화 레이업을 사용하는 경우가 많습니다. 정밀한 직경과 표면 마감이 필요한 텔레스코픽 튜브(중첩된 섹션)도 오토클레이브 등급의 일관성 이점을 누릴 수 있습니다.

롤 포장

롤 래핑 탄소 섬유 튜브

탄소 섬유 롤 포장 (맨드릴 래핑이라고도 함) 탄소 섬유 프리프레그 시트 또는 테이프가 반 수동 공정입니다. wrapped 를 원통형 맨드릴에 감은 다음 경화시킵니다. 이 방법에서는 프리프레그 층을 길이에 맞게 자르고 맨드릴에 나선형 또는 원주 방향으로 감아 랩 패턴에 따라 섬유 각도와 벽 두께를 제어합니다.[8]. 랩핑 후에는 일반적으로 진공 백에 넣고 오븐에서 경화(오토클레이브 경화)하여 구조를 굳힙니다.

롤 포장 제공 디자인 유연성 및 미적 완성도. 랩핑은 "다양한 벽 두께, 제어된 섬유 각도 및 매끄러운 미적 마감을 가능하게 하여 구조 및 장식용 애플리케이션에 이상적입니다."[8]. 예를 들어 맞춤형 원형 탄소 섬유 튜브에는 비틀림 강도를 위해 ±45° 플라이를 추가하거나 독특한 외관을 위해 맞춤형 위장 직조를 추가할 수 있습니다. 랩이 결합되는 이음새가 보이거나 겹쳐 보일 수 있지만 세심한 트리밍을 통해 최소화할 수 있습니다.

롤 래핑 탄소섬유 튜브 제조 공정

롤 래핑 탄소 섬유 튜브 제조 공정의 장단점

장점: 이 프로세스에는 비교적 간단한 툴링(적절한 맨드릴만 있으면 됨)이 필요하며 다음을 수용합니다. 소량 배치 또는 프로토타입 쉽게. 엔지니어는 레이업을 한 번에 한 레이어씩 미세 조정할 수 있습니다. 비표준 직경 및 단기 사용자 지정을 지원합니다. 광케이블 방향 그리고 벽 두께 튜브를 따라 다양하게 변경할 수 있습니다. 오버랩 또는 특수 이형 필름을 사용하면 표면 품질을 향상시킬 수 있습니다.

일반적인 튜브 유형: 롤 포장은 종종 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 짧은 길이에서 중간 길이의 튜브 커스터마이징과 외관이 중요한 애플리케이션에 적합합니다. 예를 들어 맞춤형 디스플레이 프레임, 소형 구조 상자, 맞춤형 마운트 또는 저용량 정사각형/직사각형 튜브 등이 있습니다. 다층 튜브의 외부 레이어(화장품 또는 특수 외부 특성용)에도 사용할 수 있습니다. 롤 래핑은 오토클레이브 또는 오븐 경화와 함께 사용하면 응집력을 향상시킬 수 있습니다.

인발(연속 당김)

인발 성형 탄소 섬유 튜브

인발 는 일정한 단면의 직선형 탄소 섬유 프로파일(튜브, 빔, 로드)에 이상적인 연속 공정입니다. 인발 성형에서는 연속 탄소 섬유 로빙 또는 직물을 수지 욕조(섬유를 적시기 위해)를 통과시킨 다음 가열된 성형 다이를 통과시킵니다.[9]. 수지는 다이에서 경화되고 당김 메커니즘이 지속적으로 응고된 프로파일을 끌어내어 길이에 맞게 절단합니다. 이 공정은 "연속 제조"이기 때문에[9]24시간 연중무휴로 실행하여 길고 균일한 튜브 효율적으로.

이 방법을 사용하면 다음과 같은 튜브가 생성됩니다. 길이를 따라 일관된 치수와 우수한 섬유 정렬. 인발 성형 탄소 섬유 튜브는 일반적으로 매우 직선이며 섬유가 주로 튜브 축에 평행하게 배향되어 있어 축 방향(길이 방향) 강도와 강성이 우수합니다. 인발 성형은 "산업 및 건설용으로 직선적이고 강하며 비용 효율적인" 부품을 생산합니다.[10]. 예를 들어, 건축 프레임에 사용되는 인발 성형 탄소 섬유 사각 튜브는 미터 단위로 벽 두께와 벽 직진도가 거의 동일합니다.

그림: 연속 복합 프로파일을 생산하는 인발 성형 라인(평평한 인발 성형 스트립이 표시됨). 인발 성형은 적절한 다이를 사용하여 원형 또는 직사각형 튜브도 만들 수 있습니다.

인발 성형 탄소 섬유 튜브 제조 공정

인발 성형 탄소 섬유 튜브 제조 공정의 장단점

장점: 인발 성형은 다음과 같은 경우에 고도로 자동화되고 경제적입니다. 대량 생산. 섬유 배치 및 수지 함침이 일관되고 반복 가능하므로 튜브마다 품질이 균일합니다. 결과물인 튜브는 길이에 따라 섬유 부피가 크고 치수 안정성이 뛰어납니다. 특히 길고 곧은 원통형 또는 직사각형 튜브(플루티드 포스트, 구조용 레일 또는 멀티미터 튜브 등)에 효과적입니다. 다이의 표면이 매끄럽기 때문에 마감 처리가 거의 필요하지 않습니다.

제한 사항: 설계상 인발 성형은 일정한(변하지 않는) 단면과 고정된 섬유 방향(대부분 길이를 따라 0°)으로 제한됩니다. 벽 두께를 쉽게 변경하거나 길이 중간에 각진 섬유 보강재를 추가할 수 없습니다. 복잡한 모양이나 테이퍼 튜브는 실용적이지 않습니다. 이 공정은 일반적으로 설계 자유도가 적은 등방성 프로파일을 생성합니다(예: 생산을 일시 중지하지 않는 한 임베디드 인서트 없음). 또한 인발 금형의 초기 툴링은 비용이 많이 들기 때문에 장기 생산에 가장 적합합니다.

일반적인 튜브 유형: 인발 성형은 다음과 같은 경우에 이상적입니다. 단면이 균일한 긴 직선 튜브. 일반적인 예로는 탄소 섬유 구동축, 파이프, 가이드 레일, 프레임용 정사각형/직사각형 튜브가 있습니다. 예를 들어, 텔레스코픽 튜브 시스템에서는 슬라이딩 부품에 인발 성형 세그먼트를 사용하여 정밀한 직경 제어의 이점을 활용할 수 있습니다. 수십 또는 수백 개의 동일한 튜브가 필요한 모든 프로젝트(예: UAV 붐, 컨베이어 레일 또는 산업용 지지대)는 인발 성형의 효율성과 일관성의 이점을 누릴 수 있습니다.[10][9].

압축 성형

압축 성형 탄소 섬유 튜브

탄소 섬유 압축 성형은 미리 절단된 탄소 섬유 프리프레그 또는 시트 성형 컴파운드(SMC)를 가열된 일치 금속 금형에 넣고 압력을 가해 최종 부품 모양을 형성하는 고압 성형 공정입니다. 이 방법에서는 필요한 두께와 섬유 방향에 따라 재료 충전물을 금형 캐비티에 신중하게 배치한 다음 고온과 고압으로 압축하여 수지를 경화시키고 조밀하고 정밀한 부품을 생산합니다.

성형하는 동안 프레스는 금형이 가열되는 동안 수 메가파스칼의 압력을 가하여(일반적으로 120-180°C 사이) 균일한 통합과 최소한의 보이드 발생을 보장합니다. 경화되면 금형을 열고 부품을 탈형, 트리밍하고 선택적으로 후경화 또는 코팅하여 내구성을 높입니다.

압축 성형은 뛰어난 반복성과 치수 안정성을 제공합니다. 이 공정은 "일관된 강도, 정밀한 형상 및 고품질 표면 마감을 제공하므로 중대형 탄소 섬유 부품에 이상적입니다."

압축 성형 탄소 섬유 튜브 제조 공정

압축 성형 탄소 섬유 튜브 제조 공정의 장단점

장점: 이 공정은 높은 부품 균일성, 양면의 우수한 표면 마감, 엄격한 치수 제어를 제공합니다. 폐쇄형 몰드 설정으로 공기 유입을 최소화하고 높은 섬유 부피 비율을 보장합니다. 반복적인 생산 공정에 적합하며 자동화를 통해 처리량을 높일 수 있습니다. 성형된 부품은 오픈 몰드 방식에 비해 우수한 기계적 강도와 내충격성을 달성할 수 있습니다.

제한 사항: 압축 성형에는 정밀한 금속 툴링이 필요하므로 초기 비용이 증가합니다. 금형 치수에 따라 최대 부품 크기가 제한되므로 매우 긴 튜브나 큰 구조 섹션에는 적합하지 않습니다. 레이업 또는 파이버 각도 조정은 수작업 레이업 또는 롤 래핑보다 제약이 많습니다. 사이클 시간은 금형 가열 및 냉각 속도에 따라 달라지며 전체 생산성에 영향을 미칩니다.

일반적인 튜브 유형: 압축 성형은 일반적으로 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 짧은 고정밀 탄소 섬유 튜브, 튜브 커넥터구조용 피팅 강도와 일관성을 요구합니다. 또한 다음 용도로도 사용됩니다. 평면 또는 윤곽이 있는 구성 요소 패널, 브래킷, 마운팅 플레이트와 같은 부품을 생산합니다. 튜브 생산에서 이 프로세스는 다음과 같이 형성될 수 있습니다. 엔드 세그먼트 또는 결합 부품 매끄러운 표면, 기계적 정확성 및 내구성이 중요한 경우. 압축 성형은 다음과 같은 다른 공정도 보완할 수 있습니다. 롤 포장 하이브리드 어셈블리를 위한 결합 부품 또는 보강재를 생산합니다.

필라멘트 와인딩

필라멘트 와인딩 탄소 섬유 튜브

탄소 섬유 필라멘트 와인딩 회전하는 맨드릴에 수지가 함침된 섬유 토우를 정밀한 패턴으로 감는 공정입니다. 특히 다음과 같은 경우에 적합합니다. 원통형 튜브 및 압력 용기. 필라멘트 와인딩에서 연속 섬유(수지에 젖거나 프리프레그가 함침된)는 프로그래밍 가능한 기계 헤드에 의해 맨드릴로 안내됩니다.[11]. 권선 패턴(후프, 나선형, 극성 등)은 튜브의 하중 요구 사항에 따라 결정됩니다. 예를 들어 후프 권선(섬유를 원주로 감는 방식)은 파열 압력 강도를 최적화하고 나선형 권선은 축 방향 강성을 추가합니다.[11].

와인딩 후 젖은 층은 일반적으로 오븐이나 오토클레이브에서 경화되어 레진 매트릭스를 경화시킵니다.[12]. 그런 다음 맨드릴을 제거하여(종종 접을 수 있거나 녹일 수 있습니다) 이음매 없는 튜브를 남깁니다.[13]. 필라멘트 와인딩은 다음과 같은 튜브를 산출합니다. 높은 섬유질 함량과 맞춤형 방향를 사용하여 무게 대비 강도가 매우 높습니다. 필라멘트 와인딩은 "최대 강도 제어"를 제공하며 "압력 용기, 항공 우주 튜브 및 고응력 애플리케이션"에 선호됩니다.[14].

필라멘트 권선 탄소섬유 튜브 제조 공정

필라멘트 권선 탄소섬유 튜브 제조 공정의 장단점

장점: 필라멘트 와인딩은 다음을 생성합니다. 매우 높은 중량 대비 강도 섬유 결합력이 뛰어난 튜브. 파이버 장력과 와인딩 각도가 컴퓨터로 제어되므로 공극이 없는 일관된 함침이 가능합니다.[15]. 튜브 길이는 상당히 길 수 있으며, 주로 맨드릴 취급에 의해 제한됩니다. 복잡한 와인딩 패턴을 적용할 수 있습니다(전략적 각도 변경 포함). 생산은 반자동으로 이루어지므로 수작업보다 대구경 실린더 생산이 더 빠릅니다. 와인딩은 한 번 설정하면 소규모 및 대규모 실행 모두에 확장할 수 있습니다.

제한 사항: 필라멘트 와인딩은 주로 다음을 지원합니다. 축 대칭(원통형) 모양 - 멀티 피스 방법을 사용하지 않는 한 완벽한 정사각형이나 복잡한 모양을 감는 것은 어렵습니다. 직사각형 맨드릴에 와인딩하는 것은 복잡하고 거의 수행되지 않습니다. 또한 내부 피처(인서트 또는 접착층 등)는 와인딩 중에 통합하기가 더 어렵고, 대부분의 인서트는 경화 후에 추가해야 합니다. 내부 표면은 맨드릴에 의해 정의되며 이형제가 필요한 경우가 많고, 맨드릴을 접을 수 없는 경우 맨드릴을 제거하는 것이 어려울 수 있습니다. 이러한 이유로 필라멘트 와인딩은 짧고 가늘어지거나 원통형이 아닌 튜브에는 일반적으로 사용되지 않습니다.

일반적인 튜브 유형: 필라멘트 와인딩은 다음과 같은 경우에 빛을 발합니다. 원형 압력 튜브, 로켓 모터 케이스, 원통형 구조 부재 및 유압 실린더. 예를 들어 긴 탄소 섬유 드라이브 샤프트나 유압 파이프 섹션을 필라멘트로 감아 균일한 고강도 튜브를 만들 수 있습니다. 고급 자전거나 엔진 샤프트에도 사용됩니다. 사진이나 드론용 경량 원통형 텔레스코핑 폴은 맨드릴로 내부 표면을 형성하여 세그먼트 단위로 감은 다음 조립할 수 있습니다. 일반적으로 높은 파열 압력이나 비틀림 하중(예: 연료 탱크, 고압 파이프 또는 구동축)이 필요한 모든 애플리케이션은 필라멘트 권선 튜브에 적합합니다.[14][15].

프로세스 비교 표

아래는 네 가지 제작 프로세스를 주요 측면에서 비교한 것입니다:

프로세스이상적인 튜브 모양/유형생산량주요 강점제한 사항
오토클레이브 경화복잡하거나 짧은 튜브(원형/정사각형)낮음에서 중간최고의 섬유 압축률, 뛰어난 정밀도 및 표면 품질높은 비용, 긴 사이클 시간, 배치 공정으로 인한 처리량 제한, 고가의 프리프레그 스토리지
롤 포장맞춤형 또는 표준 튜브Medium자동 또는 반자동 와인딩으로 일관된 레이업과 빠른 처리량을 보장합니다;여전히 맨드릴 길이와 설정에 따라 제한이 있습니다;
인발긴 직선 튜브(일정한 단면)높음(연속)일관된 치수 및 직진성, 높은 처리량, 규모에 맞는 비용 효율성고정된 단면으로 제한, 주로 축 방향의 광케이블 방향, 설계 유연성 저하
필라멘트 와인딩원통형 튜브, 압력 용기중간(설정 후)최대 강도를 위한 제어된 파이버 방향(후프/축 방향), 높은 파이버 볼륨, 확장 가능일반적으로 원통형만 해당, 맨드릴 필요, 내부 마감 필요, 인서트 통합이 복잡함
압축 성형짧은 튜브에서 중간 튜브중간에서 높음(주기 기반)뛰어난 반복성 및 표면 마감, 빠른 사이클 시간, 열경화성 또는 열가소성 복합재와 호환, 복잡한 기능 구현 가능일치하는 금속 금형 필요, 높은 툴링 비용, 부품 크기 및 프레스 용량 제한, 섬유 길이 연속성 감소

각 프로세스는 다음 사이에서 균형을 유지합니다. 성능, 비용 및 유연성. 예를 들어 롤 래핑을 사용하면 사용자 지정 모양을 만들 수 있지만 인발 지오메트리 유연성을 희생하면서 대량 생산 시 단가를 낮춥니다.[16][9]. 필라멘트 와인딩은 실린더의 정밀한 강도 제어가 필요한 경우 타의 추종을 불허합니다.[14]오토클레이브 경화는 정확성과 섬유 통합 면에서 타의 추종을 불허합니다.[7][2]압축 성형 는 이러한 격차를 해소하여 복잡한 형상을 가진 금형에 더 높은 생산성을 제공합니다.

올바른 프로세스를 선택하는 것은 튜브 형상과 용도에 따라 달라집니다:

  • 원형(원통형) 튜브: 다섯 가지 프로세스 모두 원형 튜브를 생산할 수 있습니다. 용 대용량 업계 표준 튜브, 인발 성형 또는 필라멘트 와인딩이 가장 적합합니다. 대상 특수 길이 또는 마감롤 랩핑 또는 오토클레이브 레이업을 사용할 수 있습니다. 필라멘트 와인딩은 압력 또는 하중을 견디는 실린더에 적합하고, 인발 성형은 긴 직선 파이프에 적합하며, 오토클레이브 랩업은 짧은 런에 고급스러운 마감을 제공하며, 압축 성형은 짧은 대량 도매에 적합합니다.
  • 정사각형/직사각형 튜브: 이러한 튜브는 종종 인발 성형 또는 수작업으로 만들어집니다. 인발 성형은 대량 생산 시 균일한 직사각형 튜브를 경제적으로 제작할 수 있습니다.[17]. 맞춤형 형상 또는 통합 피처의 경우 수동 레이업(금형에서 오토클레이브 또는 RTM) 또는 롤 앤 본드 방법이 사용됩니다.[18][19]. 피팅이 내장된 직사각형 튜브는 종종 분할 성형 또는 정밀한 레이업이 필요합니다.

아래 표에는 각 튜브 유형에 가장 적합한 프로세스 선택 사항이 요약되어 있습니다:

튜브 모양권장 프로세스참고
원형/원통형 튜브필라멘트 와인딩, 인발, 롤 래핑, 압축 성형강도/부피가 필요한 경우 필라멘트 또는 인발성형, 맞춤형 마감을 위한 롤, 소규모 정밀 작업을 위한 오토클레이브, 빠르고 짧고 복잡한 형태를 위한 압축 성형 중에서 선택하세요.
정사각형/직사각형 튜브인발 성형, 오토클레이브/RTM, 압축 성형긴 직선 구간을 위한 인발 성형[10]인서트가 있는 소량 배치용 오토클레이브[20]짧은 구조 하우징 또는 통합 모서리를 위한 압축 성형

올바른 프로세스 선택

고객에게 조언을 제공할 때 다음과 같은 요소를 평가합니다. 볼륨, 지오메트리, 필요한 성능 및 비용. 몇 가지 주요 결정 포인트는 다음과 같습니다:

  • 생산량: 수백~수천 개의 튜브(산업용), 인발 가 일반적으로 가장 비용 효율적인 경로입니다. 프로토타이핑 또는 소량의 배치에 적합합니다, 오토클레이브 레이업 또는 롤 포장 유연성을 제공합니다. 필라멘트 와인딩은 설치 비용이 적당하며 중간 크기의 원통형 부품에 적합합니다. 압축 성형은 맞춤형 튜브의 대량 생산에 적합합니다.
  • 구조적 요구 사항: 항공우주용 샤프트나 고압 파이프 등 최대 강도와 정밀도가 요구되는 애플리케이션의 경우, 오토클레이브 또는 필라멘트 와인딩 가 이상적입니다. 특정 부하 사례를 충족하는 맞춤형 파이버 각도를 허용합니다.[14]. 일반적인 강성 및 하중의 경우 인발 성형은 균일한 품질을 제공합니다.
  • 기하학 및 복잡성: 복잡한 모양이나 통합된 기능이 유리합니다. 오토클레이브/RTM 금형(엔드/피팅을 형성할 수 있는) 또는 맞춤형 길이를 위한 압축 성형[21][22]. 곡선이 없는 길고 균일한 튜브는 인발 성형에 적합합니다.
  • 표면 마감 및 허용 오차: 외관 표면 품질(눈에 보이는 직조 패턴, 광택 마감)이 중요한 경우 오토클레이브 또는 압축 성형이 최상의 마감을 제공합니다. 필라멘트 와인딩은 매끄럽고 매끄러운 실린더를 생산합니다. 롤 래핑은 마감은 좋지만 이음새가 보일 수 있습니다.
  • 무게 및 재질: 모든 공정에서 금속보다 가벼운 부품을 생산하지만 정확한 섬유 부피는 다를 수 있습니다. 오토클레이브, 압축 성형 및 필라멘트 와인딩은 압력 경화로 인해 더 높은 섬유 비율(더 가벼운 무게)을 달성하는 경우가 많습니다. 인발 성형은 길이 방향으로 섬유 함량이 높습니다.

요컨대, 고객의 선택을 돕습니다. 각 프로젝트의 요구 사항을 각 공정의 강점과 일치시켜 각 프로젝트에 대해 "기술 요구 사항을 평가하고 가장 효율적인 재료 조합을 추천"합니다.[23].

프로세스 비교 요약

다음 표는 각 프로세스의 튜브가 주요 속성에서 어떻게 비교되는지 강조합니다:

속성오토클레이브 경화 튜브롤 포장 튜브인발 성형 튜브필라멘트 감기 튜브압축 성형 튜브
광케이블 방향완전히 사용자 정의 가능한 레이업레이어별 사용자 지정 가능주로 0°(축 방향)제어된 나선형/후프 패턴랜덤 또는 준등방성(매트/프리폼)
벽 두께레이업에 따른 변수와인딩 레이어에 따른 가변성상수(고정 주사위 간격)맨드릴 랩당 상수몰드 캐비티로 제어
길이 기능오토클레이브 크기에 따라 제한됨맨드릴 크기에 따라 제한됨(~<10m)매우 길다(연속)길고 맨드릴에 의해 제한됨금형/프레스에 의해 제한됨(일반적으로 ~<2m)
이음새/관절심리스(하나의 랩 또는 몰드를 사용한 경우)오버랩 솔기 존재끊김 없는 연속원활한심리스(폐쇄형 몰드)
치수 허용 오차우수(±0.2mm 이상)[6][7]보통길이에 따라 매우 좋음원주 방향으로 양호뛰어난 반복성(일반적으로 ±0.1-0.3mm)[24][25]
표면 마감우수(압력 통합)잘 다듬으면 좋습니다.좋음(부드러운 주사위)좋음(겉은 매끄럽고, 속은 광택 필요)우수(금형 연마)
처리량/비용낮은 출력, 높은 부품당 비용중간 출력, 중간 비용높은 출력, 낮은 비용중간 출력, 중간 비용툴링 후 높은 출력, 낮은 단가

이러한 기준을 사용하여 조달 팀 는 장단점을 고려할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 경우 최고의 정밀도 프로토타입 튜브 배치에 필요한 경우 오토클레이브 경화가 적합합니다. 균일한 산업용 튜브가 대량으로 필요한 경우 인발 성형으로 비용을 절감할 수 있습니다. 특수한 섬유 레이업이 필요한 경우(예: 교번 섬유 각도)에는 압축 성형/필라멘트 방법이 유리합니다.

결론

모든 탄소섬유 튜브 프로젝트는 고유합니다. 튜브 형상(원형 대 사각형), 수량 및 성능 요구 사항을 분석하여 가장 적합한 제조 라인을 선택합니다. 오토클레이브 경화 저용량, 고사양 튜브를 위한 최고의 품질과 유연성 제공[7][2]. 롤 포장 맞춤형 레이업 및 소량 배치 편의성 제공[8]. 인발 장시간 연속 실행 시 탁월한 효율성과 일관성을 제공합니다.[10]. 필라멘트 와인딩 정밀한 섬유 제어로 매우 강력한 원통형 튜브를 생산합니다.[14][11], 압축 성형 이상적인 대상 중대형, 단품 또는 통합형 복합 부품표면 정밀도, 속도 및 반복성을 결합합니다.

숙련된 탄소 섬유 제조업체인 Alizn는 당사의 심도 있는 공정 지식을 활용하여 다음과 같은 이점을 제공합니다. B2B 고객의 의사 결정 안내 - 조달 팀이 각 탄소섬유 튜브 제품에 가장 적합한 제조 방법을 선택할 수 있도록 지원합니다. 올바른 생산 공정을 통해 최적의 비용과 리드 타임으로 필요한 강도, 착용감 및 품질 표준을 충족하는 튜브를 생산할 수 있습니다.

출처: 탄소 섬유 튜브 제조에 관한 Alizn 기술 자료

[1] [8] [10] [14] [16] [23] 탄소 섬유 튜브 VS. 기존 소재 튜브

[2] [3] [4] [5] [6] [7] 탄소 섬유 부품 제조 공정 오토클레이브 라인

[9] 탄소 섬유 제품 인발 성형 라인

[11] [12] [13] [15] 탄소 섬유 부품 성형 공정 필라멘트 와인딩 생산 라인

[17] [18] [19] [20] [21] [22] 탄소 섬유 직사각형 튜브 제조 가이드

최종 생각

복합 재료 전문가로서 당사는 다음을 기꺼이 수행합니다. 제공 중요한 지원을 제공합니다. 이제 올바른 판단을 통해 비용 초과, 지연, 실망스러운 결과를 피할 수 있습니다.

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