Vierkantrohr aus Kohlefaser
Warum uns wählen
Unser Unternehmen ist gut im Verbundinfusionsverfahren, im Prepreg-Vakuumbeutelverfahren, im Blasenformverfahren, im Pressformverfahren und im Aluminiumeloxieren. Wir sind auf die Herstellung von 3D-Druck-Fahrradrahmen aus Kohlefaser, Fahrradteilen aus Kohlefaser, Fahrradlenkern aus Kohlefaser, Motorradzubehör aus Kohlefaser, Fahrradteilen aus Kohlefaser, Mountainbike-Zubehör aus Kohlefaser und anderem Fahrradzubehör aus Kohlefaser spezialisiert.
Qualitätskontrolle
Wir haben die Zertifizierung des Qualitätssystems ISO 13485 und die CE-Zertifizierung des TÜV Rheinland, die FDA-Registrierung sowie das BSCI-Audit bestanden.
Schnelle Antwort
Unser Ziel ist es, Ihre Anfragen innerhalb von 24 Stunden zu beantworten und sicherzustellen, dass Sie die Informationen und Unterstützung, die Sie benötigen, zeitnah erhalten.
Echte Fabrik
Wir verfügen über eine komplette Produktionslinie, einen Reinraum nach GMP-Standard auf 100,000 Ebenen und einen EO-Sterilisator. Wir können unseren Kunden auf der ganzen Welt hohe Qualität, wettbewerbsfähige Preise und schnellen Versand bieten.
OEM-Service
Wir bieten maßgeschneiderte Dienstleistungen und können Produkte nach Ihren speziellen Wünschen herstellen.
Was ist ein Rundrohr aus Kohlefaser?
Unsere hochfesten quadratischen Kohlefaserrohre werden aus unidirektionalem (UD) Kohlefaser-Prepreg hergestellt. Im Gegensatz zu Metallrohren bestehen Kohlefaserrohre aus Faserschichten, die in unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet sind, um Eigenschaften zu bieten, die auf eine bestimmte Anwendung zugeschnitten sind. Wenn Sie die Spezifikationen und Preise von Kohlefaser-Vierkantrohren erfahren möchten, kontaktieren Sie uns bitte!
Vorteil von Rundrohren aus Kohlefaser
Leicht
Kohlefaser selbst hat eine relativ geringe Dichte, wobei die Dichte der hergestellten und verarbeiteten Kohlefaserrohre bei etwa 1,8 g/cm3 liegt.
Im Vergleich zu herkömmlichen Stahlrohren wiegen Kohlefaserrohre nur ein Viertel, was sie besonders vorteilhaft bei Anwendungen zur Gewichtsreduzierung macht.
Hohe Zugfestigkeit
Kohlefaserrohre weisen eine hohe Zugfestigkeit auf, die je nach Produktionsprozess variiert, jedoch nie unter 40 Millionen psi fällt und typischerweise etwa 100 Millionen psi erreicht.
Im Gegensatz dazu haben Stahlrohre eine maximale Zugfestigkeit von 29 Millionen psi, wodurch Kohlefaserrohre mehr als dreimal so stark sind.
Schiere Stärke
Die Scherfestigkeit, also die Leistung unter Querkraft, kann durch unterschiedliche Lagen von Kohlefaserrohren eingestellt werden.
Im Allgemeinen kann die Scherfestigkeit von Kohlefaserrohren 8 GPa erreichen, was deutlich höher ist als die von herkömmlichen Stahlrohren.
Bequeme Konstruktion
Kohlefaserrohre beanspruchen weniger Platz und machen große Maschinen und Werkzeuge, Nassarbeiten, Heißarbeiten und feste Einrichtungen vor Ort überflüssig, was zu einer hohen Baueffizienz führt.
Hohe Stabilität
Im Vergleich zu Metallrohren weisen Kohlefaserrohre eine überlegene Korrosionsbeständigkeit und robuste Alterungsbeständigkeit auf und gewährleisten so eine hohe Leistungsstabilität und längere Lebensdauer.
Sie weisen sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen eine hervorragende Stabilität auf und funktionieren auch in widrigen Umgebungen gut.
Pultrusion
Viele auf dem Markt erhältliche Kohlefaserrohre werden im „Pultrusion“-Verfahren hergestellt. Pultrudierte Rohre sind kostengünstiger, weisen jedoch keine optimalen Leistungseigenschaften auf. Der Dorn und die Kohlenstofffilamente werden durch eine Maschine gezogen und gleichzeitig ausgehärtet. Die resultierenden Rohre weisen eine geringe Torsionsfestigkeit auf, da alle Fasern in einer perfekt parallelen Richtung verlaufen. Diese Konfiguration weist eine geringe Torsionsbelastbarkeit auf. Schon die geringste Torsionsbelastung kann zur Spaltung des Rohres führen. Darüber hinaus sind pultrudierte Rohre typischerweise schwerer (harzreicher), was die Steifigkeit verringert. Pultrudierte Rohre sind nicht druckgehärtet und weisen in der Regel geringere Toleranzen auf als gerollte Rohre. Das häufigste Beispiel für diese Konstruktion ist der Bogenschießensport, wo Pfeilschäfte aus Kohlefaser mit kleinem Durchmesser den Großteil des aktuellen Marktes ausmachen.
Filamentwicklung
Genau wie das Aufwickeln einer Angelschnur auf eine Angelrolle bietet diese Methode ein hohes Maß an Designflexibilität für eine Vielzahl von Anwendungen.
Kohlenstoffkabel wird spiralförmig in verschiedenen Winkeln zur Rohrachse gewickelt. Rohre haben eine etwas geringere Torsionssteifigkeit als axiale und sind etwas weniger steif als Aluminium, aber stärker. Die Biegesteifigkeit ist eine Funktion des Helixwinkels und im Vergleich zu unidirektionalen, axial ausgerichteten Fasern weisen diese Rohre eine geringere Biegefestigkeit, eine geringere Biegesteifigkeit und eine geringere Zugfestigkeit auf. Diese Methode ist ideal für Rohre, die zur Aufnahme großer Ringspannungen verwendet werden, die durch den Innendruck verursacht werden.
Das Filamentwickeln ist ein teurer Herstellungsprozess und führt im Allgemeinen zu einem Produkt, das spröder ist als die anderen Methoden. Daher ist es nicht die beste Wahl für Anwendungen, die Stoßbelastungen ausgesetzt sind, wie etwa in der Modellraketentechnik, im Automobilbau oder bei anderen strukturellen Anwendungen.
Roll-Wrap
Diese Methode beginnt mit einem präzisionsgefertigten Dorn, um den vorimprägniertes Kohlefasermaterial gewickelt wird.
Die Wörterbuchdefinition legt nahe, dass mit Harz vorimprägnierte Faserplatten in verschiedenen Winkeln auf einen Dorn gewickelt werden, um die Teile zu bilden. Obwohl dies manchmal geschieht, werden in der Praxis die meisten Rollwickelschläuche aus vorgewebten Kohlefaserhülsen hergestellt, die im Aussehen dem klassischen chinesischen Handschellenmaterial ähneln. Der Webwinkel kann einfach geändert werden, indem man einen anderen Nenndurchmesser der Hülse wählt und sie zieht oder zusammendrückt, um sie an einen Dorn einer bestimmten Größe anzupassen.
Neben der Gewichtsersparnis ist diese Designflexibilität der Hauptvorteil der Verwendung von Verbundrohren gegenüber Metallrohren. Es gibt dem Konstrukteur die Möglichkeit, die Steifigkeit dort zu gestalten, wo sie gewünscht wird. Vergleichen Sie dies mit einem Metallrohr, bei dem die einzigen Parameter, die Sie ändern können, Durchmesser und Wandstärke sind. Im Roll-Wrap-Verfahren können Kohlenstofffasern entsprechend ausgerichtet und auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten werden, um spezifische Belastungen zu bewältigen.
Nach dem manuellen Wickeln des Grundmaterials folgt ein Wickelvorgang, bei dem eine Zellophanfolie (typischerweise Polyester-Mylar-Schrumpfband) sorgfältig mit einer bestimmten Spannung um den Durchmesser des Rohrs gewickelt wird. Dieser Schritt ist der Schlüssel zur Herstellung einer hochwertigen Hochleistungsröhre.
Sobald der Schlauch aufgewickelt ist, wird er zum Aushärten in einen Ofen gegeben. Die erhöhte Temperatur führt dazu, dass die Schrumpffolie gegen den Dorn/die Hülse schrumpft, der/die versucht, sich leicht auszudehnen. Der erzeugte Verdichtungsdruck ist enorm, wodurch die Dichte und das Faser-Harz-Verhältnis maximiert werden.
Rohre mit einem Durchmesser von weniger als 3/8 Zoll bestehen aus dazwischenliegenden Schichten aus 4 Unzen Glasfaserschleier für zusätzliche Festigkeit und Durchbiegung und verfügen an jedem Ende über eine 2 Zoll lange Glasfaserverstärkungsummantelung.
So schneiden Sie Kohlefaser-Vierkantrohre
Kohlenstofffaserschneiden 101
Die Kohlefaserprodukte von Dragonplate lassen sich mit den richtigen Werkzeugen leicht schneiden. Sie können eine Bandsäge, Dekupiersäge, Stichsäge oder Tischkreissäge mit einem feinzahnigen Hartmetallblatt verwenden. Sie können auch eine CNC-Fräse mit einem Hartmetallbohrer verwenden. Für kleinere Arbeiten kann ein Dremel-Werkzeug verwendet werden. Nach dem Schneiden können die Kanten mit leichtem Schleifpapier oder einer Feile bearbeitet werden. Wir empfehlen, Ihre Kanten zu schleifen, um sicherzustellen, dass sie glatt sind.
Der beste und sicherste Weg, Kohlefaserplatten zu schneiden
Bedenken Sie bei der Auswahl von Werkzeugen zum Schneiden von Kohlefaserplatten, dass die Schneidkante des Werkzeugs so fein wie möglich sein sollte. Schneidwerkzeuge können die Kohlefaserplatte splittern, brechen oder absplittern lassen. Die besten Klingen für diesen Zweck haben eine feine Körnung an der Schneidkante und keine Zähne. Wenn Sie sich für ein Werkzeug mit Schneidzähnen anstelle einer Schleifkante entscheiden, sollten die Zähne so fein wie möglich sein, z. B. bei Werkzeugen, die eher für die Metallbearbeitung als für die Holzbearbeitung konzipiert sind. Beachten Sie, dass das Schneiden von Kohlefaserplatten einen höheren Verschleiß an Ihren Schneidmessern verursacht als bei anderen Materialien.
Wenn Sie den Zuschnitt Ihrer Kohlefaserplatten vorbereiten, markieren Sie immer zuerst den Schnitt und schneiden Sie dann etwas weiter als diese Markierung. Dadurch bleibt Platz, um die Kohlefaserplatte leicht abzuschleifen, um eventuell auftretende Späne oder Splitter zu entfernen und so eine glatte, präzise Kante zu gewährleisten.
Legen Sie Ihre Kohlefaserplatte auf eine Schneidfläche wie Holz oder einen Block aus hochdichtem Schaumstoff, damit das geschnittene Stück auf die darunter liegende Arbeitsfläche fallen kann.
Werkzeuge zum Schneiden von Kohlefaserplatten
Es gibt eine Vielzahl grundlegender Werkzeuge, die sich gut zum Schneiden von Kohlefaserplatten eignen. Hier sind einige Optionen:
Säge:Eine Metallsäge mit feinkörnigem Sägeblatt eignet sich gut für gerade Schnitte an Prepreg-Kohlefaserplatten.
Dremel-Werkzeug:Für kompliziertere Formen ist ein Dremel oder ein ähnliches rotierendes Werkzeug mit einem Wolframkarbidrad eine gute Option.
Bohren:Wenn Sie ein Stück aus dem Inneren einer Kohlefaserplatte herausschneiden müssen, verwenden Sie eine elektrische Bohrmaschine mit Metallbohrer, um ein Pilotloch zu erstellen.
Laubsäge:Sobald Sie das Pilotloch gebohrt haben, verwenden Sie für den Schnitt eine Kappsäge mit einem geeigneten Sägeblatt. Öffnen Sie die Kappsäge, fädeln Sie das Sägeblatt durch das Führungsloch, schrauben Sie die Säge dann wieder zusammen und führen Sie Ihre Schnitte durch.
Winkelschleifer:Mit einem Winkelschleifer lassen sich größere Arbeiten sehr schnell erledigen. Diese Option eignet sich am besten zum schnellen und reibungslosen Schneiden gerader Linien. Da es jedoch so schnell geht, ist es einfacher, einen Fehler zu machen. Seien Sie also vorsichtig.
Puzzle:Eine Stichsäge mit einem Wolframcarbid-Sägeblatt ist ein hervorragendes Werkzeug für gebogene, profilierte oder komplizierte Schnitte.
Schneiden von Kohlefaser mit einer CNC
Durch das Schneiden von Kohlefaser mit einer CNC-Fräse oder einem Fräser erhalten Sie präzise Schnitte und die Möglichkeit, beim Schneiden komplexe Formen zu erzeugen.
Wenn Sie zum Schneiden unserer Kohlefaserplatten eine CNC-Fräse oder einen Fräser verwenden, empfehlen wir die Verwendung eines 1/8-Zoll-Vollhartmetall-Downcut-Bits im Burr-Stil. Die Einstellungen, die Sie zum Schneiden von Kohlefaser verwenden, hängen von der Dicke des Materials ab.
Hier sind einige Richtlinien zum Schneiden von Kohlefaser mit einer CNC-Fräse oder einem Fräser:
Beim Schneiden von 1/16-Zoll-Blättern sollte die Spindelgeschwindigkeit 10,000 U/min betragen, während 60 Zoll Material pro Minute geschnitten werden.
Beim Schneiden von 1/32-Zoll-Blättern sollte die Spindelgeschwindigkeit 10,000 U/min betragen, während 70 Zoll Material pro Minute geschnitten werden.
Beim Schneiden von Furnier sollte die Spindelgeschwindigkeit 10,000 U/min betragen, während 75 Zoll Material pro Minute geschnitten werden.
Schneiden von Kohlefaser mit einem Wasserstrahl
Wenn Sie ein großes Stück schneiden müssen oder schwer zugängliche Bereiche haben, die mit einer CNC-Fräse oder einem Fräser nicht zugänglich sind, ist das Schneiden von Kohlefaser mit einem Wasserstrahl möglicherweise die nächstbeste Methode. Wasserstrahlen können in enge Räume gelangen und bieten eine gute Kontrolle über Ihre Schnittfläche.
Quasi-isotrope Uni/Twill- oder Twill-Prepreg-Platten können mit einem Wasserstrahl geschnitten werden, dies erfordert jedoch einige Experimente und/oder Erfahrung. Das Produkt muss ausreichend unterstützt werden. Der Durchstechschritt kann zur Delamination führen. Dies kann manchmal dadurch vermieden werden, dass das Kohlefaserlaminat vorab mit Löchern bearbeitet wird, sodass der Wasserstrahl das Material nicht zu Beginn des Schnitts durchbohren muss.
Hauptunterschiede zwischen Kohlefaserrohr und Stahlrohr
Stärke
Obwohl Stahl allgemein als Standard im Baugewerbe und in der Industrie gilt, ist Kohlefaser im Hinblick auf das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht tatsächlich deutlich stärker als Stahl. In dieser Anwendung wird „Festigkeit“ durch den Widerstand eines Materials gegen Verformung oder „Elastizitätsmodul“ definiert. Sowohl Kohlefaser als auch Stahl haben Elastizitätsmodule von über 200 Gigapascal (GPa), sodass beide Materialien bemerkenswert steif und ideal für eine Reihe von Anwendungen mit hoher Beanspruchung sind.
Gewicht
Während sowohl Kohlefaser als auch Stahl äußerst widerstandsfähig gegen Verformung sind, ist Stahl weitaus dichter und Kohlefaser etwa fünfmal leichter, was sie in dieser Hinsicht etwa fünfmal stärker als Stahl macht. Aufgrund ihres unvergleichlichen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses ist Kohlefaser die bevorzugte Wahl für Anwendungen, bei denen eine Gewichtsminimierung unerlässlich ist (Luft- und Raumfahrt, Sportartikel usw.).
Korrosionsbeständigkeit
Obwohl das aushärtende Epoxidharz auf Sonnenlicht und andere Elemente reagieren kann, besteht die Kohlefaser selbst aus einem chemisch stabilen Material und ist korrosionsbeständig, was sie zur perfekten Wahl für Anwendungen in rauen Umgebungen macht. Stahl hingegen ist sehr anfällig für Oxidation, wenn er Feuchtigkeit in der Atmosphäre ausgesetzt wird (obwohl bestimmte Stahllegierungen eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweisen). In puncto Korrosionsbeständigkeit ist Kohlefaser deutlich überlegen.
Kosten
Letztendlich ist Stahl im Vergleich zu Kohlefaser in der Regel ein kostengünstigeres Material. Bedenken Sie jedoch, dass die Kosten für Kohlenstofffasern die Kosten für den Herstellungsprozess, die Kosten für Fachkräfte sowie die Materialkosten umfassen müssen. Vergleichsweise ist die Herstellung von Carbonfasern ein sehr präziser und zeitaufwändiger Prozess, der sich aber am Ende lohnt. Obwohl Kohlefaserkomponenten etwas teurer sein können, sind sie stärker, leichter und für eine viel längere Lebensdauer gebaut als ein Gegenstück aus Stahl.
Sowohl Stahl als auch Kohlefaser sind äußerst stabil und je nach Verwendungszweck auf Langlebigkeit ausgelegt. Beide haben ihre eigenen Vorteile und ihren Stellenwert in industriellen Umgebungen, und man kann mit Sicherheit sagen, dass keiner den anderen in absehbarer Zeit ersetzen wird.