Os cilindros compósitos enrolados em fibra de carbono têm melhor desempenho que os cilindros metálicos (cilindros de aço, cilindros sem costura de alumínio), feitos de um único material, como alumínio e aço. Aumentou a capacidade de armazenamento de gás, mas é 50% mais leve que os cilindros de metal do mesmo volume, oferece boa resistência à corrosão e não polui o meio. A camada de material compósito de fibra de carbono é composta por fibra e matriz de carbono. A fibra de carbono impregnada com solução de cola de resina é enrolada no revestimento de uma maneira específica e, em seguida, o vaso de pressão composto de fibra de carbono é obtido após a cura a alta temperatura e outros processos.

 

Os cilindros de gás de alta pressão enrolados em fibra de carbono são amplamente utilizados em automóveis, aviação, assistência médica, proteção contra incêndio, mineração, análise de gás e equipamentos especiais, como sistemas de aparelhos de respiração médica, incluindo aparelhos de respiração de oxigênio para uso doméstico e médico, pressão positiva independente Aparelhos de respiração de ar para proteção contra incêndios e aparelhos de respiração de circulação de oxigênio comprimido para resgate; Dispositivo de aeração do escorregador de escape, assento de ejeção e casco da aeronave no campo aeroespacial; No campo de veículos de energia nova, cilindros de gás natural comprimido como cilindro compósito de aço enrolado anular de fibra de carbono de revestimento de aço (CNG-2), cilindro compósito totalmente enrolado de fibra de carbono de revestimento de alumínio (CNG-2), cilindro compósito totalmente enrolado de fibra de carbono de revestimento de alumínio (CNG-3), cilindro compósito totalmente enrolado de revestimento de plástico ( CNG-4), etc. Você sabe como foram feitos os cilindros de gás composto de fibra de carbono de alta pressão?

 

 

Material:  

Fibra de carbono T700,   6061 liga de alumínio   revestimento de metal, diâmetro externo 404mm, comprimento total 668mm, espessura do corpo do frasco 1,6mm

Processo:  

A máquina de enrolamento CNC enrolou 10 mm de espessura de material compósito na superfície do revestimento de metal, cura rotativa do forno.

 

Processo de enrolamento do cilindro de alta pressão

No processo de enrolamento de fibra de carbono, os feixes de fibra de carbono são enrolados continuamente em torno do eixo rotativo para formar uma estrutura cilíndrica sob a ação de tensão. Existem dois processos de enrolamento de fibra do cilindro de gás de alta pressão CFRP: o primeiro é o enrolamento a seco, que é feito de fita pré-impregnada tratada com adesivo pré-impregnado e depois enrola na mandíbula após ser amolecido a um estado de fluxo viscoso por aquecimento na máquina de enrolamento, como mostrado na figura.

O controle preciso da relação entre o teor de fibra e resina no pré-impregnado pode melhorar a qualidade do produto, alta eficiência de produção, velocidade de enrolamento de 100 ~ 200m / min. No entanto, esse método é menos aplicado devido ao alto custo dos equipamentos de pré-predação e enrolamento a seco.

Outro método é o enrolamento úmido, no qual os feixes de fibra de carbono são impregnados em um dispositivo de imersão adesivo específico e depois diretamente enrolados no mandril sob controle de tensão, conforme mostrado na figura.

No processo de enrolamento úmido, a fibra é fácil de remover a resina depois de sair do dispositivo de maceração, o que pode reduzir a velocidade do enrolamento e evitar desperdícios. Ao mesmo tempo, a perda constante de resina e fibra de carbono é difícil de controlar, o solvente volátil também produz odor.

Além das desvantagens óbvias acima, o processo de enrolamento úmido também apresenta algumas vantagens significativas em comparação com o enrolamento seco: primeiro, o custo de produção é cerca de 40% menor que o enrolamento seco; Em segundo lugar, o produto é bem selado, a tensão no processo de enrolamento pode fazer com que o excesso de cola de resina líquida borbulhe na extrusão e preencha a lacuna; Finalmente, a solução de resina impregnada na superfície da fibra de carbono pode efetivamente reduzir o desgaste da fibra, que é a tecnologia de processamento mais comumente usada para cilindros de gás de alta pressão.