Sợi carbon (CF)

Nhựa gia cường sợi carbon (CF)—sử dụng 10% đến 40% sợi carbon trong các polyme nền như PEEK, PA66 và PPS—đại diện cho đỉnh cao tuyệt đối của nhựa thay thế kim loại, mang lại tỷ lệ độ bền trên khối lượng vô song, độ ổn định kích thước và độ dẫn điện (cho che chắn ESD hoặc EMI). Tuy nhiên, việc đúc các composite này gây ra mài mòn cực lớn trên thùng chứa, co ngót dị hướng nghiêm trọng (cong vênh) và các đường hàn rất dễ tổn thương nơi sợi không liên kết được. Tại Jucheng Precision, nhà sản xuất được chứng nhận ISO 9001 và IATF 16949, chúng tôi giải quyết những vấn đề này bằng thép khuôn luyện kim bột CPM, tối ưu hóa cổng phun khoa học và dụng cụ nhiệt độ cao có áp suất. Chúng tôi cung cấp phân tích DFM miễn phí toàn diện trong vòng 24 giờ để phân tích định hướng sợi, đảm bảo các linh kiện hàng không vũ trụ độ bền cao được kiểm tra bằng máy đo CMM Zeiss.

Precision-injection-molded-PEEK-CF30-structural-aerospace-gears-and-robotic-arm-joints-1

Các vật liệu có sẵn của chúng tôi

PA-BASF Ultramid A3WC8

Để thay thế kẽm đúc nặng và hợp kim nhôm cấp hàng không trong các cơ cấu kết cấu chịu tải mà không làm giảm độ ổn định nhiệt hoặc hóa học, Ultramid A3WC8 của BASF tận dụng nền polyamide 66 (PA66-CF40) được gia cường sợi carbon ngắn 40% khối lượng, ổn định nhiệt. Với khối lượng riêng 1,28 g/cm³ và điểm nóng chảy 262°C, composite hiệu suất cao này cung cấp mô đun kéo đặc biệt 23.500 MPa cùng với khả năng tiêu tán tĩnh điện (ESD) vốn có. Jucheng Precision, hoạt động theo các khuôn khổ được chứng nhận IATF 16949 và ISO 9001, chuyên đúc Ultramid A3WC8. Được hỗ trợ bởi các dụng cụ thép không gỉ S136 được gia công bằng máy CNC 5 trục, chúng tôi kiểm soát các biến số co dị hướng của nó (0,1%-0,4%) để mang lại các bộ phận phẳng, hoàn hảo về kết cấu được xác minh bằng Zeiss CMM.

ĐỌC THÊM

PA-DuPont Zytel 70C30HS

Để thay thế các chi tiết đúc bằng nhôm kết cấu và kẽm trong các cơ cấu động học chịu tải cao mà không làm tăng trọng lượng, Zytel 70C30HS của Celanese (trước đây là DuPont) cung cấp một nền polyamide 66 (PA66-CF30) gia cường sợi carbon 30%, ổn định nhiệt, tiên tiến. Với khối lượng riêng thấp 1,28 g/cm³ và điểm nóng chảy 262°C, mác hiệu suất cao này mang lại mô đun đàn hồi kéo đặc biệt 20.000 MPa cùng khả năng tiêu tán tĩnh điện (ESD) cố hữu và độ mài mòn gần như bằng không. Jucheng Precision, hoạt động theo các khung chứng nhận IATF 16949 và ISO 9001, chuyên đúc Zytel 70C30HS. Được hỗ trợ bởi các khoang khuôn CPM gia công CNC 5 trục và bộ điều khiển nhiệt độ khuôn có áp suất, chúng tôi kiểm soát các biến số co ngót dị hướng (0,1%-0,4%) để cung cấp các chi tiết phẳng, hoàn hảo về kết cấu, được xác minh bằng máy đo CMM Zeiss.

ĐỌC THÊM

PEI-SABIC LNP Thermocomp EC006

SABIC LNP THERMOCOMP EC006 là một hợp chất PEI chứa 30% sợi carbon với đặc tính dẫn điện. Các thuộc tính dưới đây tham chiếu dữ liệu khu vực Châu Á của SABIC cùng với các phương pháp thử nghiệm của họ. Các yêu cầu về cơ học, điện, kích thước và sản xuất được xem xét cho chi tiết thực tế.

ĐỌC THÊM

PPS-Solvay Ryton CF30

Duy trì khả năng chống mài mòn động cực cao, độ cứng cơ học và tính trơ hóa học trong môi trường công nghiệp và hàng không vũ trụ khắc nghiệt mà không tăng trọng lượng đòi hỏi một composite kết cấu hàng đầu, điều mà Ryton CF30 của Syensqo (trước đây là Solvay) mang lại thông qua ma trận polyphenylene sulfide (PPS) gia cường 30% sợi carbon. Với mật độ tối ưu 1,45 g/cm³ và nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT) 265°C, loại hiệu suất cao này cung cấp mô đun kéo lớn 21.000 MPa cùng với khả năng tiêu tán tĩnh điện (ESD) vốn có. Jucheng Precision, theo các khuôn khổ IATF 16949 và ISO 9001, chuyên về đúc chính xác Ryton CF30. Sử dụng dụng cụ thép không gỉ S136 gia công CNC 5 trục, chúng tôi kiểm soát các biến số co ngót dị hướng của nó (0,1%-0,3%) để cung cấp các linh kiện trượt động được xác minh bằng Zeiss CMM.

ĐỌC THÊM

Các cấp sợi carbon gia cường phổ biến chúng tôi đúc

Chúng tôi xử lý các polyme gia cường sợi carbon cao cấp (thường tải CF 10% đến 40%) được thiết kế để giảm trọng lượng cực lớn, thay thế kim loại và kiểm soát ESD:

Loại gia cường CF Thương hiệu & cấp độ điển hình Đặc điểm & ưu điểm chính
PEEK-CF30
(CF hiệu suất cao)
• Victrex PEEK 450CA30 (30% CF)
• Solvay KetaSpire KT-820 CF30
• Evonik Vestakeep 4000-CF30
Tỷ lệ độ bền trên khối lượng vô song, khả năng chịu nhiệt liên tục lên đến 260°C và độ bền mài mòn vượt trội. Thay thế hoàn hảo titan và nhôm trong giá đỡ hàng không và phớt dầu.
PA66-CF30
(Nylon kỹ thuật CF)
• BASF Ultramid A3WC30 (30% CF)
• Sabic LNP Thermocomp PA66 CF
Mô đun uốn và độ bền kéo cực cao (vượt quá 200 MPa). Nhẹ hơn các lựa chọn thay thế gia cường sợi thủy tinh. Lựa chọn tuyệt vời cho cánh tay UAV/máy bay không người lái, khớp robot và thiết bị thể thao đua.
PPS-CF30
(CF bán tinh thể)
• Solvay Ryton CF30 (30% CF)
• Các cấp Toray Torcon CF
Kết hợp tính không hòa tan hoàn toàn trong hóa chất của PPS với hệ số giãn nở nhiệt thấp (CLTE) và khả năng chống mài mòn của sợi carbon. Phù hợp cho van hóa chất kết cấu và vòng đệm kín quay chống mài mòn.

Quy trình ép phun áp dụng cho nhựa CF

Vì sợi carbon hạn chế đáng kể sự giãn nở của nhựa nóng chảy, cần thiết kế khuôn và công cụ tiên tiến:

Quy trình đúc Khả năng xử lý và ứng dụng
Ép phun tiêu chuẩn Xuất sắc. Được cấu hình với trục vít bằng thép PM tôi cứng để ép các giá đỡ kết cấu nhẹ, bộ bánh răng hạng nặng và đầu nối hàng không vũ trụ.
Ép Phun Chèn Xuất sắc. Được sử dụng nhiều để bao bọc các bạc kim loại chính xác và đinh vít gắn, mang lại khả năng chống xoắn cao trong các chi tiết gia cường carbon siêu cứng.
Ép vi mô chính xác Tốt. Được tối ưu hóa cao cho bánh răng nhỏ, nhẹ trong robot tiên tiến và đầu nối dụng cụ phẫu thuật siêu nhỏ trong suốt tia X.

Hướng dẫn kỹ thuật ép phun sợi carbon (CF)

Sợi carbon cực kỳ mài mòn và thể hiện định hướng dòng chảy có tính định hướng cao. Quản lý mài mòn khuôn và cong vênh chi tiết là một thách thức kỹ thuật quan trọng:

  • Khuôn luyện kim bột CPM cao cấp: Sợi carbon hoạt động như một tác nhân mài mòn mạnh dưới áp suất phun cao. Bộ phận chế tạo khuôn của Jucheng sử dụng thép dụng cụ luyện kim bột đã tôi cứng (như CPM-9V hoặc H13 được xử lý đến 54–56 HRC) cùng với lớp phủ gốm PVD để đảm bảo tuổi thọ khuôn.
  • Giảm thiểu cong vênh dị hướng: Sợi carbon gần như không co rút dọc theo đường dòng chảy nhưng co rút đáng kể theo phương vuông góc với nó. Các kỹ sư của chúng tôi tiến hành mô phỏng Moldflow chi tiết trong giai đoạn DFM miễn phí 24 giờ để tối ưu hóa bố trí cổng phun và ngăn ngừa cong vênh kết cấu.
  • Phục hồi kết cấu tại đường hàn: Sợi carbon không thể dễ dàng vượt qua các đường đan/đường hàn, khiến các mối nối này trở thành điểm kết cấu dễ tổn thương. Chúng tôi bố trí cổng phun một cách chiến lược để dịch chuyển đường hàn đến các vùng ứng suất thấp hoặc sử dụng cổng van tuần tự.
  • Cấu hình nhiệt độ cao của nhựa nóng chảy: Nhiệt độ nhựa nóng chảy và khuôn được giữ cao hơn (đặc biệt đối với PEEK-CF, cần máy gia nhiệt dầu có áp suất lên đến 180°C/356°F) để giảm độ nhớt, tối ưu hóa phân bố sợi và ngăn ngừa độ nhám bề mặt ngoại quan.

Các ngành ứng dụng chính cho linh kiện CF đúc

  • Hàng không & Quốc phòng: Giá đỡ động cơ kết cấu nhẹ, giá đỡ ăng-ten vệ tinh, khung UAV/máy bay không người lái, giá đỡ camera quang học và phụ kiện nội thất máy bay.
  • Robot & Công nghiệp cao cấp: Khớp khớp nối cánh tay robot, bộ kẹp khí nén, ray trượt kết cấu nhẹ, bộ kẹp xử lý tấm bán dẫn và bánh răng chống mài mòn.
  • Đua xe & Ô tô (Chứng nhận IATF 16949): Van động cơ nhẹ, thanh liên kết hệ thống treo xe đua, bộ bánh răng truyền động mài mòn cao và vỏ cảm biến chuyên dụng.
  • Y tế & Chụp X-quang (Tuân thủ ISO 13485): Dụng cụ dẫn hướng phẫu thuật cản quang, dụng cụ chỉnh hình, khung cấy ghép và hộp thí nghiệm không từ tính.

Thuộc tính Vật liệu

Density (PA66-CF30) 1.25 - 1.29 g/cm³
Tensile Strength at Yield (PA66-CF30) 210 - 275 MPa
Độ giãn dài khi đứt 1.5 - 2.5 %
Flexural Modulus (PA66-CF30) 18,000 - 22,000 MPa
Độ bền va đập Izod (có khía, 23°C) 70 - 110 J/m
Nhiệt độ nóng chảy 260 - 265 °C
Nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT @ 1.8 MPa) 245 - 255 °C
Độ co rút khuôn tuyến tính (Hướng dòng chảy) 0.05 - 0.15 %
Độ co rút khuôn tuyến tính (Hướng ngang) 0.40 - 0.60 %
Surface Resistivity (Conductive Grade) 1.0E+02 - 1.0E+06 Ohm/sq
Kích thước chi tiết tối đa 800 x 600 mm
Kích thước chi tiết tối thiểu 0.5 x 0.5 mm