Bahan serat karbon menunjukkan kinerja luar biasa di banyak bidang. Dibandingkan dengan produk logam atau plastik tradisional, produk serat karbon menunjukkan sifat ringan yang unggul. Namun, mereka yang akrab dengan manufaktur serat karbon tahu bahwa produk serat karbon membutuhkan integrasi dengan bahan matriks selama produksi. Kombinasi ini dapat menyebabkan delaminasi setelah pembuatan. Artikel ini mengeksplorasi penyebab delaminasi dalam produk serat karbon.
Proses pembuatan produk serat karbon
Untuk memahami delaminasi, penting untuk meninjau proses pembuatan. Sebagian besar produk serat karbon dibuat menggunakanprepreg serat karbon(Bahan Komposit Pra-Diperkenalkan) untuk memastikan efisiensi produksi.
Ambil pelat serat karbon sebagai contoh:
Potong lembar prepreg agar sesuai dengan dimensi pelat.
Lapisi lembaran prepreg ke cetakan.
Tutup cetakan dan menyembuhkannya dalam pembentukan peralatan.
Demold pelat yang disembuhkan dan lakukan pemesinan.
Sifat berlapis dari proses ini secara inheren menciptakan ikatan antarmuka yang lemah. Meskipun peleburan dan penyembuhan resin di bawah suhu tinggi, tekanan interlaminar residual tetap ada. Tekanan ini, dikombinasikan dengan kekuatan permesinan, sering kali memicu delaminasi.
Penyebab delaminasi
1. Struktur berlapis
Produk serat karbon dibangun melalui pelapisan dan penyembuhan berurutan. Ini menciptakan struktur internal anisotropik (sifat yang bergantung pada arah) dan kesesuaian material. Di bawah pemeriksaan mikroskopis, kekosongan atau antarmuka serat resin lemah menjadi jelas.
2. Cacat Layering Manual
Layering manual sering memperkenalkan celah antara lembar prepreg. Selama pemesinan, kekuatan pemotongan memperburuk celah -celah ini, yang mengarah ke pemisahan lapisan. Void yang lebih besar semakin meningkatkan risiko delaminasi.
3. Masalah kontrol proses
Tekanan atau suhu yang tidak memadai selama penyembuhan melemahkan ikatan serat resin, menciptakan risiko delaminasi laten.
4. Konsentrasi stres
Komposit serat karbon menunjukkan respons stres anisotropik. Kekuatan pemesinan tegak lurus terhadap lapisan serat menghasilkan tekanan internal. Ketika tekanan ini melebihi kekuatan ikatan serat resin, delaminasi terjadi dan merambat di bawah beban yang berkelanjutan.
Kesimpulan
Delaminasi dalam produk serat karbon berasal dari proses pembuatan berlapis, cacat penanganan manual, inkonsistensi proses, dan perilaku stres anisotropik. Mengatasi masalah ini membutuhkan teknik pelapisan yang dioptimalkan, kontrol proses yang tepat, dan strategi pemesinan canggih untuk meminimalkan kelemahan interlaminar.
