Los cilindros compuestos de fibra de carbono tienen un mejor rendimiento que los cilindros metálicos (cilindros de acero, cilindros sin costura de aluminio) que están hechos de un solo material, como aluminio y acero. Aumentó la capacidad de almacenamiento de gas, pero es un 50% más liviano que los cilindros metálicos del mismo volumen, ofrece una buena resistencia a la corrosión y no contamina el medio. La capa de material compuesto de fibra de carbono está compuesta de fibra de carbono y matriz. La fibra de carbono impregnada con solución de pegamento de resina se enrolla en el revestimiento de una manera específica, y luego el recipiente a presión compuesto de fibra de carbono se obtiene después del curado a alta temperatura y otros procesos.

 

Los cilindros de gas de alta presión enrollados con fibra de carbono son ampliamente utilizados en automóviles, aviación, atención médica, protección contra incendios, minería, análisis de gases y equipos especiales, como sistemas de aparatos de respiración médica, incluidos aparatos de respiración de oxígeno domésticos y médicos, presión positiva autónoma aparatos de respiración de aire para protección contra incendios y aparatos de respiración de circulación de oxígeno comprimido para rescate; Dispositivo de aireación de tobogán de escape, asiento de eyección y carcasa de aeronave en campo aeroespacial En el campo de los vehículos de nueva energía, tales cilindros de gas natural comprimido como cilindro compuesto de acero con revestimiento de acero de fibra de carbono anulada (CNG-2), cilindro compuesto de aluminio con revestimiento de fibra de carbono completamente enrollado (CNG-3), cilindro compuesto de revestimiento de plástico completamente enrollado ( CNG-4), etc. ¿Sabe cómo se fabricaron los cilindros de gas compuesto de fibra de carbono de alta presión?

 

 

Material:  

Fibra de carbono T700,   Aleación de aluminio 6061   forro de metal, diámetro exterior 404 mm, longitud total 668 mm, grosor del cuerpo de la botella 1,6 mm

Proceso:  

La bobinadora CNC enrolla material compuesto de 10 mm de espesor en la superficie del revestimiento metálico, curado rotativo del horno

 

Proceso de bobinado de cilindros de alta presión.

En el proceso de devanado de fibra de carbono, los haces de fibra de carbono se enrollan continuamente alrededor del eje de rotación para formar una estructura cilíndrica bajo la acción de la tensión. Hay dos procesos de devanado de fibra del cilindro de gas de alta presión CFRP: el primero es el devanado en seco, que está hecho de cinta preimpregnada tratada con adhesivo preimpregnado y luego enrollada en el mandril después de ablandarse a un estado de flujo viscoso por calentamiento en la máquina de devanado, como se muestra en la figura.

El control preciso de la proporción de contenido de fibra y resina en el preimpregnado puede mejorar la calidad del producto, la alta eficiencia de producción y la velocidad de bobinado de hasta 100 ~ 200 m / min. Sin embargo, este método se aplica menos debido al alto costo de la depredación y el equipo de bobinado en seco.

Otro método es el devanado húmedo, en el que los haces de fibra de carbono se impregnan en un dispositivo de inmersión adhesivo específico y luego se enrollan directamente en el mandril bajo control de tensión, como se muestra en la figura.

En el proceso de devanado húmedo, la fibra es fácil de extraer de la resina después de abandonar el dispositivo de maceración, lo que puede reducir la velocidad del devanado y evitar el desperdicio. Al mismo tiempo, la pérdida constante de resina y la relación de fibra de carbono es difícil de controlar, el solvente volátil también producirá olor.

Además de las desventajas obvias anteriores, el proceso de devanado húmedo también tiene algunas ventajas significativas en comparación con el devanado seco: primero, el costo de producción es aproximadamente un 40% más bajo que el devanado seco; En segundo lugar, el producto está bien sellado, la tensión en el proceso de bobinado puede hacer que el exceso de líquido de pegamento de resina burbujee por extrusión y llene el espacio; Finalmente, la solución de resina impregnada en la superficie de la fibra de carbono puede reducir efectivamente el desgaste de la fibra, que es la tecnología de procesamiento más utilizada para los cilindros de gas de alta presión.