自2010年以來,全球碳纖維市場已從不到4萬噸增長到2019年的10萬噸以上。在此期間,碳纖維增長平穩(wěn)且不間斷,每年增長速度達(dá)到10%到12%。
但是2020年,隨著COVID-19大流行來襲,全球碳纖維幾乎在一夜之間發(fā)生了變化。2020年,全球?qū)μ祭w維的需求總計(jì)約為10.5萬噸,只比2019年增長1%,預(yù)計(jì)在2021年,增長幅度也只為1%。
碳纖維市場受到許多領(lǐng)域應(yīng)用增長的推動,例如航空航天、風(fēng)能、體育用品、船舶、汽車、壓力容器等。在2020年之前,所有這些細(xì)分市場的增長率以及整個行業(yè)的增長率都在穩(wěn)步上升。
越來越多的新型機(jī)械臂正在使用碳纖維復(fù)合材料。浙江醫(yī)療器械用碳纖維種類多樣的生產(chǎn)廠家
穩(wěn)定:使用400度加熱氧化的方法使熱塑性PAN線形大分子鏈轉(zhuǎn)化為非塑性耐熱梯形結(jié)構(gòu),使其在高溫下不熔不燃,保持纖維形態(tài),熱力學(xué)處于穩(wěn)定狀態(tài)。
碳化:需要在溫度1千到2千度,將PAN中非碳元素驅(qū)除,而后生成含碳量90%以上的具有亂層石墨結(jié)構(gòu)的碳纖維。
石墨化:需要溫度在2千到3千度,將無定型、亂層結(jié)構(gòu)的碳化材料向三維石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化,是提高碳纖維模量的主要技術(shù)措施。
碳纖維從原絲生產(chǎn)工藝到制成品的詳細(xì)過程就是由上道原絲生產(chǎn)工藝產(chǎn)出PAN原絲,經(jīng)過送絲架濕熱預(yù)牽伸后,由牽伸機(jī)器依次傳送到預(yù)氧化爐,經(jīng)過數(shù)臺預(yù)氧化爐群的不
同梯度的溫度烤化后,形成氧化纖維即預(yù)氧絲;預(yù)氧絲經(jīng)過中溫、高溫碳化爐后形成碳纖維;碳纖維再經(jīng)過表面處理上漿、干燥等工藝得到碳纖維成品。全過程連續(xù)走絲,
精確控制,任何一道工序出現(xiàn)些許問題都會影響穩(wěn)定生產(chǎn)和碳纖維產(chǎn)品的質(zhì)量。碳纖維生產(chǎn)工藝流程長,技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)多,生產(chǎn)壁壘高,是多學(xué)科、多技術(shù)的集成。
山西無人機(jī)用碳纖維種類齊全的廠家聯(lián)系方式其力學(xué)性能可通過設(shè)計(jì)進(jìn)行管理和改變,尤其是它在振動管理及精度管理方面具有傳統(tǒng)合金材料不可比擬的優(yōu)勢。
隨著2020年初邊境的關(guān)閉,國際航空旅行停止,飛機(jī)停飛,飛機(jī)制造商大幅削減了生產(chǎn)率,碳纖維行業(yè)似乎在瞬間失去了動力。碳纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用占工業(yè)總量的
20%以上,占行業(yè)價值的40%。商業(yè)航空業(yè)的放緩嚴(yán)重影響了碳纖維行業(yè),要恢復(fù)到COVID之前的水平可能要花費(fèi)數(shù)年的時間。
盡管航空航天方面的消息令人沮喪,但2020年并非所有的都是壞消息。當(dāng)人們學(xué)會了居家工作和在家附近度假時,一些市場表現(xiàn)良好,如在2020年,體育用品的需求躍升了
30%至40%,風(fēng)力渦輪機(jī)的安裝按計(jì)劃繼續(xù)比上一年增加了20%。
碳纖維復(fù)合材料作為高性能機(jī)器人的優(yōu)異材料,在許多發(fā)達(dá)地區(qū)得到了廣闊的應(yīng)用。碳纖維復(fù)合材料具有較高的強(qiáng)度和剛度,可以更好地發(fā)揮機(jī)械手的性能。
過去,工業(yè)機(jī)器人是由鋼和鋁制成的。一米長的鋁結(jié)構(gòu)機(jī)械手桿在室溫變化12℃時變化0.13MM,這將極大地影響機(jī)器人的精度。對于高模量碳纖維復(fù)合材料,如果對纖維的鋪層和方向進(jìn)行優(yōu)化,可以達(dá)到普通金屬材料無法達(dá)到的近零熱變形的設(shè)計(jì)效果。
機(jī)器人手臂是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣闊的自動化機(jī)械裝置。盡管它們的形狀各不相同,但它們都有一個共同的特點(diǎn),即它們可以通過接收指令精確地找到三維(或二維)空間中的某一點(diǎn)。機(jī)械臂一般有三種運(yùn)動:伸展、旋轉(zhuǎn)和提升。旋轉(zhuǎn)和提升由橫擔(dān)和生產(chǎn)柱完成。臂的基本功能是將爪移動到所需的位置,承受工件的重量和臂本身的重量。另外,管路、冷卻裝置、行程管理裝置和自動檢測裝置一般安裝在臂上。因此,擺臂的結(jié)構(gòu)、工作范圍、承載能力和運(yùn)動精度將直接影響整機(jī)的工作性能。
碳纖維是一種新型的非金屬材料,它是由與金剛石材料相同的碳材料制成,溫度在1000℃以上。
由于整個生產(chǎn)過程事關(guān)濕度、濃度、粘度、流量等上千個參數(shù)的高精度控制,稍有不慎就會嚴(yán)重影響碳纖維材料的性能和質(zhì)量穩(wěn)定性。因此,目前只有極少數(shù)國家能穩(wěn)定生產(chǎn)出高性能碳纖維材料。
事實(shí)上,碳纖維材料尤其是強(qiáng)度較高的碳纖維原絲,可用于高性能裝備研制。因此,研制新一代碳纖維材料以及更高性能的裝備,就成了各比拼高精尖實(shí)力的“重頭戲”。目前都紛紛將目光鎖定在“碳纖維材料”領(lǐng)域,競相推出研發(fā)碳纖維材料相關(guān)計(jì)劃,或?qū)⒁l(fā)碳纖維材料研制的“群雄逐鹿”。 碳纖維復(fù)合材料在紡織機(jī)械中的使用在許多方面都比傳統(tǒng)材料優(yōu)越得多。山西航天航空用碳纖維種類包含哪些
碳纖維機(jī)械手臂自身材料為非金屬,不會被侵蝕,自身的強(qiáng)度高和高剛度足以應(yīng)付繁重的工作任務(wù)。浙江醫(yī)療器械用碳纖維種類多樣的生產(chǎn)廠家
其次,機(jī)械臂在承受載荷時,不能有斷裂和應(yīng)變,即制造機(jī)械臂所用的材料必須有足夠的強(qiáng)度,必須選用“較高的強(qiáng)度材料”。就相對性能而言,鋁不如鋼。即使鋁是非常好的,它的相對性能仍然不如鋼的模量,強(qiáng)度和韌性。鋁合金的重量介于碳纖維和碳鋼之間,強(qiáng)度低于碳纖維,高于碳鋼,但韌性低,缺乏彈性。碳纖維不但重量輕,而且強(qiáng)度高。目前,碳纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度約為1400MPa,一般鋼材只有600MPa,碳纖維的比強(qiáng)度遠(yuǎn)高于鋼材。
此外,機(jī)械手的工作環(huán)境也對材料提出了相應(yīng)的要求。比如比較明顯。碳纖維不同于普通鋼和鋁合金。它能保持非常小蠕變在零下幾十度到200℃之間,因此可以在不同的工作環(huán)境下使用。
在工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)中,碳纖維也被應(yīng)用于機(jī)械臂的生產(chǎn)中。除了在一些航空領(lǐng)域的應(yīng)用外,一些小型機(jī)械武器也開始使用碳纖維材料。碳纖維還將在生產(chǎn)更多工業(yè)機(jī)器人方面發(fā)揮性能優(yōu)勢。 浙江醫(yī)療器械用碳纖維種類多樣的生產(chǎn)廠家
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