Трубки из пултрузионных углеродных волокон
Высокожесткие и легкие структурные компоненты
Трубки из пултрузионного углеродного волокна обеспечивают исключительную осевую жесткость при минимальном весе для сложных структурных применений. Благодаря 100% продольно ориентированным волокнам и объемной доле волокон 60–75%, эти трубки обеспечивают превосходное соотношение прочности и веса для аэрокосмической техники, робототехники, автоматизации и точного оборудования.
Основные преимущества:
- Исключительная продольная жесткость – Модуль упругости при растяжении 134 ГПа для максимальной жесткости
- Ультра-легкие – на 81% легче стали, на 44% легче алюминия
- Стабильность размеров – Почти нулевое тепловое расширение (-0.2 ppm/°C)
- Сопротивление ржавчине – Невосприимчивость к влаге, химикатам и воздействию окружающей среды
- Прецизионное производство – Жесткие допуски (±0.05–0.1 мм) при постоянных поперечных сечениях
Производственный процесс
Непрерывная пултрузия обеспечивает превосходное качество и однородность:
- Однонаправленное выравнивание волокон при 0° к оси трубы максимизирует осевую прочность
- Контролируемая пропитка смолой с эпоксидными системами аэрокосмического класса
- Прецизионные нагреваемые штампы поддерживать точность размеров на протяжении всего производства
- Автоматизированное круглосуточное производство гарантирует стабильные механические свойства
- Объемная доля волокон: 60-75% – выше, чем при ручной выкладке или рулонной упаковке
- Минимальное содержание пустот (<2%) для оптимальной структурной эффективности
- Превосходная отделка поверхности (Ra 1.6–3.2 мкм) сокращает постобработку
Технические спецификации
Механические свойства (стандартная эпоксидная матрица)
| недвижимость | Пултрузионная трубка | Пултрузионный стержень | Метод испытания |
|---|---|---|---|
| Предел прочности на разрыв | 1,650 МПа (240 фунтов на квадратный дюйм) | 2,340 МПа (320 фунтов на квадратный дюйм) | ASTM D3039 |
| Модуль упругости при растяжении | 134 ГПа (19.5 мдюйм) | 134 ГПа (19.5 мдюйм) | ASTM D3039 |
| Прочность на сжатие | 1,200 МПа (174 фунтов на квадратный дюйм) | 1,900 МПа (270 фунтов на квадратный дюйм) | ASTM D695 |
| Предел прочности при изгибе | 1,370 МПа (200 фунтов на квадратный дюйм) | 1,500 МПа (220 фунтов на квадратный дюйм) | ASTM D790 |
| Модуль упругости при изгибе | 130 ГПа (18.9 мдюйм) | 132 ГПа (19.1 мдюйм) | ASTM D790 |
| Межламинарная прочность на сдвиг | 55 МПа (8 фунтов на квадратный дюйм) | 65 МПа (9.4 фунтов на квадратный дюйм) | ASTM D2344 |
| Коэффициент Пуассона | 0.27 | 0.28 | ASTM E132 |
Физические и термические свойства
| недвижимость | Значение | Ед. |
|---|---|---|
| Плотность | 1.50 | г / см |
| Объемная доля волокна | 65-70 | % |
| Недействительный контент | <2 | % |
| КТР (продольный) | От -0.2 до -0.5 | частей на миллион / ° С |
| КТР (поперечный) | 25-30 | частей на миллион / ° С |
| Температура стеклования (Tg) | 120-150 | ° C |
| Теплопроводность (осевая) | 8-10 | Вт / м · К |
| Теплопроводность (радиальная) | 0.5-0.8 | Вт / м · К |
| Диапазон рабочих температур | -100 до + 120 | ° C |
Сравнение производительности
Вес и жесткость по сравнению с традиционными материалами (наружный диаметр 10 мм × толщина стенки 1 мм)
| Материалы | Плотность (г / см³) | Е-модуль (ГПа) | Вес (г / м) | Удельная жесткость* | Относительная стоимость |
|---|---|---|---|---|---|
| Пултрузионный углерод/эпоксидная смола | 1.50 | 134 | 42.4 | 89.3 | 1.0 × |
| Рулонированный углерод | 1.55 | 75-90 | 43.8 | 52.9 | 1.5 × |
| Алюминий 6061-T6 | 2.70 | 69 | 76.3 | 25.6 | 0.3 × |
| Сталь 4130 | 7.85 | 205 | 222 | 26.1 | 0.2 × |
| Титан Ти-6Ал-4В | 4.43 | 114 | 125 | 25.7 | 8.0 × |
*Удельная жесткость = Модуль упругости ÷ Плотность (чем выше, тем лучше)
Преимущества производительности
| против стали | против алюминия | против титана |
|---|---|---|
| 81% легче | 44% легче | 66% легче |
| 65% жесткости | 194% жесткости | 118% жесткости |
| В 20 раз меньше тепловое расширение | В 120 раз меньше тепловое расширение | В 18 раз меньше тепловое расширение |
Проектные требования
Оптимальные области применения (где пултрузионные трубы превосходны)
✓ Осевые нагрузки растяжения/сжатия – Волокна выровнены по траектории нагрузки
✓ Гибочные применения – Балки, консоли, лонжероны, стрелы
✓ Конструкции, критические по весу – Авиация и космонавтика, БПЛА, робототехника
✓ Требуется термическая стабильность – Прецизионные приборы, метрологические рамки
✓ Коррозионные среды – Химическая обработка, применение в морской промышленности
✓ Высокое соотношение жесткости и веса – Любое применение, где жесткость и малый вес имеют решающее значение
Приложения, требующие альтернативных продуктов
⚠ Нагрузки кручения – Ограниченная прочность на сдвиг (рассмотрите трубы, свернутые в рулон)
⚠ Радиальное сжатие/раздавливание – Плохая прочность обруча (используйте более толстые стенки или оберните их в рулон)
⚠ Внутреннее давление – Не подходит для сосудов под давлением (используйте трубки, изготовленные методом намотки нити)
⚠ Высокие ударные нагрузки – Хрупкое разрушение (необходимы защитные меры)
Методы подключения
Склеивание – Предпочтительный метод с использованием структурных эпоксидных смол (длина связи ≥20×толщина стенки)
Механическое закрепление – Используйте склеенные втулки для предотвращения выхода подшипников из строя
Концевые фитинги – Металлические крышки с внутренней опорой из оправки
Внешние рукава – Карбоновые или металлические воротники для полевой сборки
Доступные размеры и варианты
Стандартный диапазон диаметров
Малая точность (внешний диаметр 0.5–3 мм)
- Толщина стенки: 0.2-0.5mm
- Допуск: ± 0.05 мм
- Области применения: медицинские приборы, микроробототехника, оптические приборы.
Средний общего назначения (внешний диаметр 4–12 мм)
- Толщина стенки: 0.5-2.0mm
- Допуск: ± 0.1 мм
- Применение: конструкции БПЛА, роботизированные руки, спортивные товары, автоматизация.
Варианты толщины стенок
| OD (мм) | Тонкая стенка (мм) | Стандартная стена (мм) | Толстостенная стенка (мм) |
|---|---|---|---|
| 3.0 | 0.3 | 0.5 | 1.0 |
| 6.0 | 0.3 | 0.5 | 1.0 |
| 8.0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 |
| 10.0 | 0.5 | 1.0 | 2.0 |
| 12.0 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
Доступны специальные параметры
- Нестандартные диаметры и толщины стенок
- Индивидуальная длина (стандартная резка или прецизионная обработка)
- Альтернативные смоляные системы (высокотемпературная эпоксидная смола, винилэфирная смола)
- Обработка поверхностей (шлифовка, покрытие, окраска)
- Отделка торцов (снятие фаски, механическая обработка, резьбовые вставки)
Приложения по отраслям
Аэрокосмическая промышленность и оборона Лонжероны БПЛА, антенные балки, сенсорные мачты, спутниковые конструкции, рамы дронов
Промышленная автоматизация и робототехника Линейные приводы, сегменты роботизированной руки, опоры машинного зрения, прецизионные валы, подъемно-транспортные механизмы
Спортивные товары и отдых Удочки, стрелы для стрельбы из лука, велосипедные рамы, стойки для палаток, лонжероны для воздушных змеев, телескопические стойки
Исследования и приборы Оптические скамьи, метрологические оправы, испытательные стенды, измерительное оборудование, лабораторные приборы
Потребительские товары Легкие оправы, портативное оборудование, профессиональное фотооборудование, средства мобильности
Гарантия качества
Стандартный контроль качества:
- 100% контроль размеров (наружный диаметр, внутренний диаметр, толщина стенки, прямолинейность)
- Испытание механических свойств партии по стандартам ASTM
- Визуальный осмотр на предмет дефектов поверхности
- Проверка объемной доли волокон
- Сертификат соответствия (C of C) предоставлен
Дополнительные услуги тестирования:
- Полная механическая характеристика
- Термический анализ (ТГА, ДСК, КТР)
- Неразрушающий контроль (ультразвуковой, рентгеновский)
- Испытания на воздействие окружающей среды
- Микроскопический анализ
Информация для заказа
Требуемые характеристики:
- Наружный диаметр (НД)
- Внутренний диаметр (ID) или толщина стенки
- Требуемая длина
- Количество
Техническая поддержка: Наша команда инженеров предоставляет консультации по выбору материалов, структурному анализу и индивидуальным производственным решениям. Свяжитесь с нами, чтобы получить экспертную помощь и сообщить о ваших требованиях.
Доступны оптовые скидки – Запросить предложение по объемам производства
Преобразите свой дизайн благодаря исключительному соотношению жёсткости и веса. Закажите стандартные размеры сегодня или свяжитесь с нашей технической командой для разработки индивидуальных решений.
Эта упрощённая версия содержит все критически важные технические данные, необходимые инженерам, но при этом из неё удалены обучающие материалы, которые должны быть представлены в отдельной документации. Основное внимание уделяется исключительно пониманию и приобретению продукта.
