Karl Mayer:碳纖維增強塑料在經編機上的應用

?

Karl Mayer:碳纖維增強塑料在經編機上的應用

能源在經編機運轉中的作用舉足輕重，主要用于編織機件的運行和部件的冷卻。編織機件材料的特性要求冷卻的溫度范圍必須完全符合材料特定的要求。如今，能源的消耗是一個很重要的生態(tài)問題和費用因素。

Karl Mayer(卡爾·邁耶)公司的經編機使用溫度穩(wěn)定的碳纖維制作機件，減少了經編加工過程中所需的能量。

經編機的機器零件必須牢固結實，因為它們必須承受不同的有效作用力，這也是以往設計組件時原料主要集中采用金屬類的原因。但是金屬材料的有些特性大大限制了機械工程的需求，尤其是金屬梳櫛的質量、熱膨脹和有限的剛度，限制了機械制造商試圖提高機器的旋轉速度以獲得更高的編織生產率的可能性。

碳纖維增強塑料(CFRP)是一種可用的替代材料。在面向未來的成長型市場中，這種創(chuàng)新的復合材料正越來越多地被用作輕質結構材料。

CFRP具有良好的力學性能，它明顯優(yōu)于其他塑料和金屬。這種高效的復合材料密度僅1.55 kg/dm3，但卻有著很高的拉伸強度、剛度和極低的熱膨脹系數(shù)。這些良好性能使CFRP成為許多應用領域的理想材料，如梳櫛的制造。同樣質量下，CFRP制成的組件相比鋁合金材料，剛度高6倍，強度高8倍。使用CFRP能降低元件質量，并同時獲得較高的材料剛度和強度。

就卡爾·邁耶公司的機器而言，CFRP的熱膨脹系數(shù)最小，且采用CFRP能減小梳櫛質量，而材料的剛度和強度卻很高。這些特性可確保生產率的顯著提升，旋轉機械的速度可提高30%(圖1和圖2)。

CFRP還具有先前材料無法比擬的溫度穩(wěn)定性，可將溫度容差范圍擴大至14 ℃，并能同時確保無故障運行。以往，溫度的波動會導致機器停止，或需調整旋轉速度，因而增加了能源的消耗。如今，有了CFRP技術就可避免這類問題。

圖1　梳櫛采用CFRP的HKS 3 M經編機

圖2　梳櫛采用CFRP的編織部位的截面圖

此外，CFRP的減振功能還可確保產品一貫的高品質，這一點對客戶而言尤其重要。

使用CFRP這種創(chuàng)新復合材料的其他重要優(yōu)點是可減少16%的投資成本，降低26%的空調系統(tǒng)的能源消耗。

鄒倩 譯趙俐 校