炭素繊維で巻かれた複合材シリンダーは、アルミニウムや鋼などの単一の材料で作られた金属シリンダー（スチールシリンダー、アルミニウムシームレスシリンダー）よりも優れたパフォーマンスを発揮します。ガス貯蔵能力が向上しますが、同じ容量の金属シリンダーより50％軽量で、優れた耐食性を提供し、媒体を汚染しません。炭素繊維複合材料層は、炭素繊維とマトリックスで構成されています。樹脂接着剤溶液を含浸させた炭素繊維を特定の方法でライニングに巻き付け、高温硬化などの工程を経て炭素繊維複合圧力容器が得られます。

 

炭素繊維巻き高圧ガスシリンダーは、自動車、航空、ヘルスケア、防火、鉱業、ガス分析、および家庭用および医療用酸素呼吸装置を含む医療用呼吸装置システム、自給式正圧などの特別な機器で広く使用されています防火用の空気呼吸装置および救助用の圧縮酸素循環呼吸装置。航空宇宙分野における航空機の脱出スライド、排出シート、シェルの曝気装置。新エネルギー車の分野では、スチールライナーカーボンファイバー環状巻鋼複合シリンダー（CNG-2）、アルミニウムライナーカーボンファイバー完全巻複合シリンダー（CNG-3）、プラスチックライナー完全巻複合シリンダーなどの圧縮天然ガスシリンダー（ CNG-4）など高圧炭素繊維複合ガスボンベはどのように作られたのか知っていますか？

 

 

素材：  

T700カーボンファイバー、   6061アルミニウム合金   金属ライニング、外径404mm、全長668mm、ボトル本体厚1.6mm

処理する：  

CNC巻線機は、金属のライニング表面に10mm厚の複合材料を巻き付け、オーブンで回転硬化させます。

 

高圧シリンダー巻取り工程

炭素繊維の巻き付けの過程で、炭素繊維束は回転軸の周りに連続的に巻き付けられ、張力の作用下で円筒構造を形成します。高圧ガスシリンダーCFRPの2つの繊維巻き付けプロセスがあります。1つは乾式巻き付けで、プリプレグ接着剤で処理されたプリプレグテープから作られ、巻き取り機で加熱することにより粘性流動状態に軟化した後、マンドレに巻き付けられます。図に示すように。

プリプレグの繊維と樹脂の比率を正確に制御することで、製品の品質、高い生産効率、最大100〜200m / minの巻き取り速度を改善できます。ただし、この方法は、準備費用と乾式巻線設備のコストが高いため、あまり適用されていません。

別の方法は湿式巻き付けで、図に示すように、炭素繊維の束が特定の接着剤浸漬装置に含浸され、張力制御の下でマンドレルに直接巻き付けられます。

湿式巻取り工程では、繊維が離解機を出た後、樹脂を取り出しやすく、巻取り速度を遅くし、ムダを防ぎます。同時に、樹脂と炭素繊維の比率の一定の損失を制御することは困難であり、揮発性溶媒も臭気を生成します。

上記の明らかな欠点に加えて、乾式巻線と比較して湿式巻線プロセスにはいくつかの重要な利点があります。まず、製造コストは乾式巻線よりも約40％低くなります。第二に、製品は十分に密封されており、巻き取りプロセスでの張力により、余分な樹脂接着剤の液体が押し出されて隙間を埋め、隙間を埋めることがあります。最後に、炭素繊維の表面に含浸された樹脂溶液は、繊維の摩耗を効果的に減らすことができます。これは、高圧ガスシリンダーで最も一般的に使用される加工技術です。