Klassifizierung großer und kleiner Kohlefaserkabel und vergleichende Leistungsanalyse

2025-09-13 14:49:44

Kohlefaserprodukte bieten außergewöhnlich hohe Materialeigenschaften, darunter geringes Gewicht, hohe Festigkeit sowie Korrosions- und Verschleißfestigkeit, die weit über denen vergleichbarer Metallprodukte liegen. Daher finden sie in vielen Bereichen und Industrien breite Anwendung. Ein entscheidender Faktor, der die Leistung von Kohlefaserprodukten beeinflusst, ist die Schleppleistung. Diese werden oft als „Großschlepp“ und „Kleinschlepp“ bezeichnet. Für diejenigen, die mit dem Konzept nicht vertraut sind, kann es schwierig sein, die Art des Kohlefaserkabels (oder Rohmaterials) zu bestimmen, das für ihr Produkt benötigt wird. In diesem Artikel wird erläutert, wie große und kleine Kohlefaserkabel und ihre Leistungsmerkmale klassifiziert werden.

So klassifizieren Sie große und kleine Kohlefaserkabel

Bedenken Sie zunächst, dass jeder Kohlenstofffaserstrang 5 bis 10 Mikrometer dick ist, viel dünner als ein menschliches Haar. Daher besteht die Kohlenstofffaser, die wir sehen, tatsächlich aus mehreren Strängen. Zu den häufig verwendeten Parametern für die Bewertung von Kohlefaserkabeln gehören 3k und 12k. Das k steht hier für 1.000, 3k steht also für 3.000 Kohlefaserstränge. 12k-Kohlefaserkabel ist viermal dicker als 3k-Kohlefaser. Wenn es mit Harz zu einem Prepreg-Band kombiniert wird, ist die Leistung von 12K-Kohlefasermaterial der von 3K-Kohlefaser weit überlegen, wenn man den Imprägnierungseffekt außer Acht lässt.

Die Unterscheidung zwischen Small-Tow- und Large-Tow-Carbonfasern ist lediglich eine Kategorisierung innerhalb der Branche basierend auf der Anzahl der Carbonfaserfilamente. Kohlenstofffilamente unter 24.000 gelten als Kleinkabel, während Kohlenstofffilamente über 24.000 als Großkabel gelten. Ich glaube, mittlerweile versteht jeder den Unterschied zwischen Carbonfasern für große und kleine Teile. Ich bin davon überzeugt, dass sich diese Unterscheidung weiterentwickeln wird, da sich die Forschung und Entwicklung von Carbonfasern für große Schlepper weiter verbessert.

Da kleinfaserige Kohlenstofffasern weniger Kohlenstofffilamente haben, lassen sie sich leichter mit Harz verschmelzen, wodurch die Produktleistung besser beherrschbar wird. Viele Produkte verwenden derzeit kleinteilige Kohlefaser-Rohstoffe. Großes Kabel hat jedoch mehr Filamente, was von den Herstellern höhere Leistungsanforderungen verlangt und höhere Rohstoff- und Prozesskosten zur Folge hat. Daher wird es typischerweise in High-End-Industrien eingesetzt.

Leistungsvergleich von großen und kleinen Kohlefaserkabeln

Wie sieht es mit der Leistung von großen und kleinen Kohlefaserkabeln aus, nachdem ich die obige Klassifizierung von großen und kleinen Kohlefaserkabeln durchgesehen habe? Wie oben zu sehen ist, enthalten große Kabel mehr Kohlenstofffaserfilamente. Als Verstärkung in Kohlefaserverbundwerkstoffen bedeuten mehr Kohlefaserfilamente zwangsläufig eine bessere Leistung. Ist das eine einfache Schlussfolgerung? Offensichtlich nicht, da viele Prozesse beteiligt sind. Wenn wir die Leistung von großen und kleinen Schleppern vergleichen, müssen wir tatsächlich drei Aspekte berücksichtigen.

1. Kohlefaserkabel-Größenverhältnis

Nach der Produktion werden Carbonfaserfilamente vor dem Schlichten vorgebacken. Anschließend wird die Flüssigkeit geleimt. Je höher die Schlichterate, desto besser ist die Leistung der Kohlefaserfilamente. Die Ergebnisse zeigen, dass große Kohlenstofffasern eine höhere Schlichtungsrate aufweisen, während kleine Kohlenstofffasern eine niedrigere Schlichtungsrate aufweisen. Aus Sicht des Rohgarns weisen große Kohlefasern daher eine höhere Leistung auf als kleine Kohlefasern.

2. Einzelfilamentstärke

Da die äußeren Parameter von großen Kohlenstofffasern stabiler sind, während die von kleinen Kohlenstofffasern weniger stabil sind, unterliegen kleine Kohlenstofffasern größeren Änderungen unter Belastung, was zu einer höheren Leistung von kleinen Kohlenstofffasern führt.

3. Scherfestigkeit

Die Scherfestigkeit spiegelt auch die Zugfestigkeit der späteren Carbonfaserprodukte wider. In dieser Hinsicht ist die Scherfestigkeit von Kohlenstofffaserharz mit großem Kabel geringer als die von Kohlenstofffaser mit kleinem Kabel. Das ist leicht zu verstehen. Derzeit ist die Imprägnierung großer Kohlenstofffasern nicht so gründlich wie die von kleinen Kohlenstofffasern. Mit anderen Worten: Das Harz verbindet beim Imprägnieren nicht jedes Filament, was bei Einwirkung äußerer Kräfte leicht zu einer stärkeren Belastung führen kann. Viele Hersteller, die derzeit thermoplastische Kohlefaser-Prepreg-Bänder entwickeln, können ihre Entwicklung aufgrund der geringen Fließfähigkeit des thermoplastischen Harzes und der daraus resultierenden suboptimalen Imprägnierung nicht abschließen.

Derzeit bietet Kohlefaser für kleine Schlepper eine überlegene Leistung, was seine weitverbreitete Anwendung erklärt. Große Kohlefasern sind derzeit teurer und werden von den Kunden selten angenommen. Da sich die Technologie jedoch weiterentwickelt und ausgereift ist, glaube ich, dass großformatige Kohlefasern zweifellos eine noch höhere Produktleistung bieten werden. Kohlefaserprodukte, die aus großvolumigen Kohlefasern hergestellt werden, die eine höhere Schlichterate aufweisen, weisen ebenfalls eine höhere Leistung auf.