Խեժը աներևակայելի հերոսն է, որը պահում է ձեր ածխածնային շրջանակը միասին, և դա նույնքան կարևոր է կատարման համար:
Հարցրեք ճանապարհորդներից շատերին, թե ինչից է պատրաստված նրանց հեծանիվների շրջանակը, և պատասխանը հավանաբար կլինի «ածխածին»: Հարցրեք բոլորին, ովքեր զբաղվում են հեծանիվների շրջանակների պատրաստմամբ (կամ իսկապես այլ ապրանքներ, որոնք պատրաստված են այս հյուսված հրաշք նյութից), և դուք կստանաք ավելի բարդ պատասխան:
«Հեծանիվների արդյունաբերության մեջ մենք սովորաբար լսում ենք խոսակցություններ ածխածնի մասին, բայց իրականում դա չափազանց պարզեցված է՝ ընդհանրացում», - ասում է Թոմաս Լեսչիկը, անիվների գերմանական Lightweight արտադրողի ճարտարագիտության ղեկավարը: «Դա իրականում ածխածնային մանրաթելերի և էպոքսիդային խեժի մատրիցա է։ Առավել ճշգրիտ տերմինը CFRP-ն է՝ ածխածնային մանրաթելերով ամրացված պլաստիկ:«
Այսպիսով, մեր շատ բաղձալի նժույգները ավելին են, քան ամրացված պլաստիկ հեծանիվները: Դա պարզ հապավում է և երկար ճանապարհ է բացատրում խեժերի կարևորությունը, որոնք CFRP-ի պլաստիկ (կամ պոլիմերային) մասն են: Ըստ էության, խեժը կոմպոզիտային նյութին տալիս է իր կոշտությունը: Ինչպես ասում է Ֆիլ Դեմփսին Aprire-ից, որը մասնագիտացած է ածխածնային մանրաթելային հեծանիվների մեջ, «ածխածնային մանրաթելն ուղղակի գործվածք է: Մենակ դա ընդամենը կտորի կտոր է։'
Երբ խոսքը վերաբերում է արտադրանքի նկարագրություններին և ուղեկցող շուկայավարմանը, ապա ածխածնային մանրաթելերի ապրանքանիշը կամ տեսակը (օրինակ՝ Toray, T800, 65HM1K, ծայրահեղ բարձր մոդուլ) սովորաբար հնչում է որպես պատրաստի արտադրանքի բնութագրերի հիմնական հատկանիշ: Կարծես այլ բան չկա, բայց իրականում մանրաթելերը կազմում են շրջանակի նյութի կեսից ավելին: Մնացածը էպոքսիդային խեժն է, որն ակնհայտորեն պետք է կարևոր դեր խաղա ժամանակակից հեծանիվների աշխատանքի մեջ:Այդ դեպքում ինչո՞ւ է մարքեթինգային ակնարկը հազվադեպ նշում այդ մասին:
CFRP-ի ABC
| CFRP |
Ածխածնային մանրաթելերով ամրացված պլաստիկ (կամ պոլիմեր): Կոմպոզիտային նյութը նշված է որպես ածխածնի կամ ածխածնի մանրաթել։ |
| Բուժում |
CFRP կառուցվածքի վրա ջերմություն և հաճախ ճնշում գործադրելու գործընթացը՝ «սահմանելու» խեժ և թույլ տվեք կոշտություն պատրաստի կտորին: |
| Fibre | Ածխածնի թելեր, որոնք հյուսված կամ հյուսված են միասին՝ ստեղծելու CFRP կառուցվածքի ամրապնդող տարրը: Հաճախ կոչվում է «թելեր»: |
| Ձուլվածք | Ֆիզիկական բաղադրիչ, որի մեջ և շուրջը դրված են ածխածնային մանրաթելերի թիթեղները՝ շրջանակը ստեղծելու համար: |
| Ply գիրք | Ըստ էության փառավորված կարի նախշերի գիրք: Սրանք մանրամասնում են, թե ինչպես է կտրվում և հավաքվում ածխածնային մանրաթելի յուրաքանչյուր առանձին կտոր, և դրանք ամենամոտ պահվող գաղտնիքներն են: |
| Նախնական հղիություն | Ածխածնային մանրաթելից թելեր՝ ներծծված չմշակված խեժով։ |
| Խեժ | Հեղուկ պոլիմեր, որն օգտագործվում է CFRP կառուցվածքում մանրաթելերը միմյանց կապելու համար: |
Ինսայդերական գիտելիքներ
Որպեսզի հասկանանք, թե ինչ դեր ունի խեժը պատրաստի ածխածնային մանրաթելային հեծանիվում, մենք պետք է հասկանանք արտադրության գործընթացը և ինչպես է խեժը ներառված դրա մեջ:
Ըստ էության գոյություն ունի ածխածնային մանրաթելից կառուցման երկու տեսակ՝ թաց և չոր: Խոնավ արտադրության համար ընկերությունը գնում է ածխածնային մանրաթելից արդեն խեժով ներծծված կտոր, որը հայտնի է որպես նախածանց:Այս կպչուն թիթեղները դրվում են կաղապարի մեջ կամ շուրջը, այնուհետև ամրացվում են ջերմության և ճնշման միջոցով՝ կոշտություն սերմանելու համար: Չոր խեժի ինֆուզիոն արտադրության տեխնիկան կարող է ունենալ երկու տարբեր ձևեր: Առաջինը նման է այն ձևին, թե ինչպես է կատարվում նախնական նախածանցի արտադրությունը՝ չոր կտորի կտրված ձևերով, որոնք դրված են կաղապարի վրա, իսկ խեժը ավելացվում է որպես ամրացման գործընթացի մաս: Երկրորդ տեխնիկան, որն օգտագործվում է այնպիսի ընկերությունների կողմից, ինչպիսիք են Time-ը և BMC-ն (իր Impec հեծանիվներով), ներառում է մեկ երկարությամբ կաղապարի վրա շարունակական գուլպաների նմանվող խողովակաձև կառուցվածքի ձգում: Այստեղից խեժը ճնշման տակ ավելացվում է արդեն ձևավորված ձևերին։
Giant-ը միակ բրենդն է, որն արտադրում է իր բոլոր ածխածնային նախածանցային արտադրանքները «կծիկից մինչև վերջ», այսինքն՝ գնում է իր ածխածնային մանրաթելը՝ որպես թել մեծ պտույտների վրա, ավելացնում է իր սեփական խեժը և շարունակում է իր շրջանակների, ձողերի, ցողունների և պարագաների արտադրությունը: Այսպիսով, Giant-ը լավ ընկերություն է, որը կարող է հարցնել խեժերի կարևորության մասին:
Մեծ Բրիտանիայի արտադրանքի և ուսուցման մենեջեր Դեյվիդ Ուորդն ասում է. «Մեր ածխածնային մանրաթելային թելիկը առաքվում է անմիջապես Toray-ից [աշխարհի ածխածնային մանրաթելերի ամենամեծ արտադրողը] կծիկի սենյակ։ Այնտեղից այն պարուրված է ջուլհակներին և հյուսված հսկայական ածխածնային կտորի թերթիկների մեջ: Հյուսելուց հետո է, որ խեժը ավելացվում է: Խեժը նստում է գլանաձև հավաքույթի վերևում գտնվող տաշտակի մեջ և փոխանցվում է շարժվող կտորի վրա, որը կիրառվում է թելերի վրա գլանափաթեթների միջոցով: Գործընթացը պարզ է, և Giant-ի կողմից օգտագործվող տեխնիկան գրեթե նույնական է բոլոր արտադրողների կողմից օգտագործվող տեխնիկային: նախապես ածխածնային մանրաթել: Բայց թեև այն կարող է պարզ լինել իր մեխանիկայի մեջ, ճշգրտությունը, կրկնելիությունը և վերահսկողությունը կենսական նշանակություն ունեն պատրաստի արտադրանքի ամբողջականության համար:
«Խեժը պետք է հոսի և կատարյալ ծածկի յուրաքանչյուր թել», - ասում է Ուորդը: «Խեժի լավ բաշխումը կենսական նշանակություն ունի արտադրական գծի վերջում լավ նախալեզու հանելու համար»: Դեմփսին Aprire-ում ավելացնում է. «Այնքան կարևոր է, որ խեժն անցնի շերտերի միջով:Եթե խեժը սխալ եք ստանում, ապա դուք ունեք ճեղքված շրջանակ: Դա իսկապես շատ կարևոր է:'
Նրա խորքում
«Քանի որ խեժը հաստացումից հետո կազմում է հսկայական շրջանակի 40%-ը, խեժը շատ կարևոր մասն է», - ասում է Ուորդը: «Երբ այն ջերմակայվում է [բուժվում], դա խեժն է, որը տալիս է կառուցվածքին կոշտություն»: Բացի հիմնական կառուցվածքային հատկություններից, խեժը ևս մեկ կարևոր դեր է խաղում: Դեմփսին ասում է. «Դուք պետք է սթրեսները տեղափոխեք մի մասից մյուսը: Դա խեժեր են, որոնք թույլ են տալիս բեռը տեղափոխել մանրաթելերի շերտերի միջև։'
Տարբեր խեժերը կազդեն վերջնական արտադրանքի աշխատանքի վրա: Դեմփսին ասում է. «Եթե խեժը չափազանց մածուցիկ է, այն չի անցնի ածխածնի միջով, և դուք վերջում հայտնվում եք, որ մանրաթելերը դիպչում են միմյանց: Իդեալում դուք ցանկանում եք, որ դրանք փոքր-ինչ առանձնացվեն:'
Այնուհետև կա սեղմելիության խնդիրը, որն ազդում է ածխածնային կառուցվածքների հաստության վրա: «Խեժի տարբեր հավելումները կազդեն սեղմելիության վրա», - ասում է Դեմփսին:«Դուք կարող եք ստանալ շերտի տարբեր հաստություն՝ կախված խեժի բնութագրերից։ Ընդհանուր առմամբ, ավելի էժան խեժերը ավելի հաստ կլինեն: Լավ խեժով ածխածնային մանրաթելերը կարող են միկրոն հեռավորության վրա լինել: Դա ձեզ ավելի բարակ պատեր է տալիս նույն ամրության հատկանիշների համար, ինչը նշանակում է ավելի թեթև շրջանակ: Ավելի էժան խեժն ավելի շատ նյութ է թողնում մանրաթելերի և շերտերի միջև։'
Քանի որ Giant-ը ամբողջությամբ արտադրում է սեփական տանը, այն կարողացել է մշակել իր սեփական խեժերը: Ուորդն ասում է. «Մենք այժմ խեժի մշակման մեր երրորդ սերնդի վրա ենք: Ձուլման և ամրացման գործընթացի ավելի փոքր մանրամասները կապված են խեժի հատկությունների վրա՝ ջերմաստիճանը, որում այն իջնում է և բուժումը տևում է: Իր ածխածնային արտադրանքի գների լայն շրջանակի պատճառով Giant-ն օգտագործում է երկու տեսակի խեժ: «Մեր ստանդարտ խեժը օգտագործվում է բոլոր արտադրական գծերում, բացառությամբ Advanced SL արտադրանքի», - ասում է Ward-ը: «Ընդլայնված SL-ի համար մենք օգտագործում ենք նանոտեխնոլոգիայի հավելում։ Նանոմասնիկները բարձրացնում են մեր շրջանակների ազդեցության դիմադրությունը 18%-ով՝ առանց կոշտության կամ քաշի վրա բացասական ազդեցության:Այնուամենայնիվ, դրանք շատ ավելի թանկ արժեն:'
Մասնիկների լրացուցիչ կողմնակի արդյունքը պատի խտացման բարելավումն է բուժման ընթացքում: Նանոմասնիկները թույլ են տալիս խեժին լրացնել շերտի միկրո բացերը: Խեժն իրականում ավելի լավ է հոսում, նվազեցնելով դատարկությունների հավանականությունը և նվազեցնելով պատի հաստությունը», - ավելացնում է Ուորդը:
Խեժի դերը դատարկության կրճատման գործում առանցքային կետ է շրջանակի կառուցվածքային ամբողջականության մեջ, ինչպես բացատրում է Դեմփսին: «Խեժի դատարկությունները անցքեր են, որոնք կհավաքեն սթրեսը», - ասում է նա: «Սրանք պոտենցիալ ձախողման կետեր են, և դատարկությունները ձախողվում են՝ փչելով, քանի որ շերտերը շերտավորվում են: Դուք դեռ կարող եք շերտազատում ստանալ առանց բացվածքների, բայց դուք ցանկանում եք նվազագույն օդային գրպաններ ստեղծել կոմպոզիտում։'
Բեռի փոխանցումից, պատի հաստությունից և ամրությունից բացի, խեժերը կարող են ազդել հեծանիվ վարելու վրա: Դեմփսին ասում է. «Պարզ տեսանկյունից, դուք կարող եք համարել խեժերը որպես երկու փաթեթ Արալդիտե ոճի արտադրանք՝ խեժով և կարծրացուցիչով: Տվյալ խեժի հետ օգտագործվող կարծրացուցիչի քանակը կարող է էական ազդեցություն ունենալ երթևեկության որակի վրա:Հեծանիվների լավ շրջանակի համար ձեզ հարկավոր է որոշակի ճկունություն պինդ խեժի մեջ, որպեսզի թույլ տա սթրեսները փոխանցել ածխածնային մանրաթելերի շերտերի միջև: Դուք կարող եք դա ստանալ՝ օգտագործելով ավելի ամուր խեժ՝ ավելի քիչ կարծրացուցիչով: Խելացի դիզայներները կարող են ստանալ ավելի կոշտ կամ ավելի համապատասխան կառուցվածք տվյալ քաշի համար: Դուք չեք կարող ապավինել խեժին կոշտության համար, բայց որպես ինժեներ, դուք պետք է տեղյակ լինեք այն պոտենցիալ հատկությունների մասին, որոնք խեժը կարող է ավելացնել պատրաստի կառուցվածքին։'
Խեժերը հստակորեն կարևոր են պատրաստի շրջանակի որակի համար, ուստի մենք վերադառնում ենք այն հարցին, թե ինչու ենք այդքան քիչ լսում դրանց մասին:
«Խեժը թույլատրող է, այլ ոչ թե հատկանիշի վարորդ», - ասում է Դեմփսին: «Խեժը թույլ է տալիս մեզ կապել ածխածնային մանրաթելերի տարբեր շերտերը, օրինակ՝ T700-ը T800-ին, որպեսզի օգտագործենք մանրաթելերի տարբեր հատկությունները: Դժվար է վաճառվել և շատ դժվար է պտտվել, բայց նրանց դերը չպետք է թերագնահատվի»:
Giant-ի Դեյվիդ Ուարդը դա ավելի հակիրճ է ասում. «Խեժերը միայն սոսինձ են: Նրանք պարզապես սեքսուալ չեն»:
Պահի շոգ
Հաշվի առնելով, որ հեծանիվների արտադրողների մեծամասնությունը օգտագործում է նախնական ածխածին, նրանց ընտրությունը սահմանափակ է շրջանակի աշխատանքի վրա ազդելու համար խեժ օգտագործելու առումով: Բայց դա չի խանգարում մարդկանց փնտրել նոր ուղղություններ կամ ստիպել խեժի և նախահեղուկի ընկերություններին արտադրել տարբեր ապրանքներ։
Դեմփսին ասում է. «Մենք աշխատում ենք գործընկերներին ստիպել արտադրել խեժ, որը չի անջատվում սենյակային ջերմաստիճանում: Դիզայնի հետ կապված սահմանափակող գործոնն այն է, որ հենց որ սառը պահեստից նախնական արգանակը վերցնում եք, այն սկսում է օդով բուժվել: Այն երբեք ամբողջովին չի խստացվի բուժիչ վառարանից դուրս, բայց այն «կանջատվի»: Նախապատրաստումը, որը թույլ էր տալիս մեզ օգտագործել ավելի բարդ lay-up գործընթաց և զարգացնել մեր շերտավոր գիրքը [տես բառարան, ձախ] մեր ուզած մակարդակին, թույլ կտա մեզ շատ ավելին ստանալ մեր վերջնական արդյունքից: Դա մեզ համար փայլուն կլիներ։'
Մի տարածք, որտեղ խեժերը մեծ դեր են խաղում, ածխածնային անիվների արտադրությունն է: Այստեղ խեժերը կարևոր են ոչ միայն անիվի կառուցվածքային ամբողջականության և կոշտության, այլև արգելակման աշխատանքի համար:
Lightweight-ի Leschik-ն ասում է. «Խեժի ամենաթույլ կետը նրա ջերմաստիճանային վարքն է: Խեժերի մեծ մասը խնդիրներ ունի ավելի քան 150°C: Վերջին 10 տարիների ընթացքում մենք երեք անգամ բարձրացրել ենք մեր խեժերի ջերմաստիճանի դիմադրությունը։'
Գրեթե յուրաքանչյուր հեծանվորդ լսել է սարսափելի պատմություն այն մասին, որ ածխածնային անիվը երկար վայրէջքի ժամանակ խափանում է ջերմության կուտակման պատճառով, բայց իրականում ի՞նչ է տեղի ունենում, երբ արգելակման բարձիկը հանդիպում է եզրին: Լեսչիկը ասում է. «Տրիբոլոգիան հարաբերական շարժման մեջ փոխազդող մակերեսների գիտությունն ու ճարտարագիտությունն է։ Այն ներառում է շփման, քսման և մաշվածության սկզբունքների ուսումնասիրությունն ու կիրառումը։ Թաց կամ չոր պայմաններում ռետինե արգելակման բարձիկներով CFRP եզրագծով արգելակումը նման տրիբոլոգիական համակարգ է: Արգելակի լավ աշխատանքի համար այս համակարգի օպտիմալացումը հնարավոր չէ առանց բարձր ջերմաստիճանի դիմացկուն խեժերի։'
Ինչպես շրջանակի կատարման դեպքում, դա խեժերի հավելումներն են, որոնք ավելացնում են ջերմակայունությունը և բարձրացնում գինը:Նման հավելումներից է կերամիկական սիլիցիումը: Թեև Aprire-ը անիվներ չի արտադրում, Դեմփսին հասկանում է գործընթացը. «Խեժերը հսկայական տարբերություն են ստեղծում ածխածնային եզրերի կառուցվածքում: Օրինակ, սիլիցիումի ավելացումը կառույցի մարմնից հեռացնում է զգալի քանակությամբ ջերմություն և թույլ է տալիս օդային հոսքին ավելի լավ սառեցնել եզրագիծը, քան սովորական CFRP եզրագծով: Պղինձը հիանալի հավելում կլինի, քանի որ այն կարող է հսկայական քանակությամբ ջերմություն քաշել, բայց կա խեժի մեջ ծծմբի ներթափանցման հնարավորություն, եթե խոնավությունը ներթափանցի որևէ միկրո ճեղքերի միջով: Սա կհանգեցնի գրեթե որոշակի շերտազատման: Ջերմային լվացարանները` ցանցերը խեժի ներսում, ունեն մեծ ներուժ: Այս տեխնոլոգիան կարող է հայտնվել:'
Lightweight-ի Leschik-ը նույնպես մեծ հավատ ունի խեժի մշակումների նկատմամբ. Խելացի խեժերի շնորհիվ մենք վստահ ենք, որ կարող ենք արշավորդին ապահովել արգելակման նույն արդյունավետությունը, ինչ սկավառակները՝ առանց ավելորդ քաշի»:
Դժվար ճշմարտություն
Ակնհայտ է, որ խեժը հեծանիվների կառուցման գործընթացի աներևակայելի հերոսն է:Դա կարող է ազդել ածխածնային մանրաթելից պատրաստված արտադրանքի կոշտության, ամրության, քաշի, անվտանգության և գնի վրա, հետևաբար, կարո՞ղ ենք ակնկալել, որ արտադրողները կսկսեն լիրիկական արտահայտություններ անել իրենց կպչուն նյութերի հրաշքների մասին: Հավանաբար ոչ, քանի որ դա դեռևս բարդ համակարգի միայն մի մասն է: Բարձրորակ խեժը չի լրացնի անորակ ածխածնային մանրաթելերը կամ չներշնչված շինարարական տեխնիկան: Ինչպես ասում է Lightweight-ի Leschik-ը, «Ամեն անգամ նույնն է. գեղեցիկ տորթ պատրաստելու համար անհրաժեշտ են ճիշտ բաղադրիչները ճիշտ հարաբերակցությամբ, լավ պատրաստված»:
Ածխածնային ժարգոն. ի՞նչ է նշանակում այդ ամենը:
