Karl Mayer:碳纤维增强塑料在经编机上的应用



Karl Mayer:碳纤维增强塑料在经编机上的应用

能源在经编机运转中的作用举足轻重，主要用于编织机件的运行和部件的冷却。编织机件材料的特性要求冷却的温度范围必须完全符合材料特定的要求。如今，能源的消耗是一个很重要的生态问题和费用因素。

Karl Mayer(卡尔·迈耶)公司的经编机使用温度稳定的碳纤维制作机件，减少了经编加工过程中所需的能量。

经编机的机器零件必须牢固结实，因为它们必须承受不同的有效作用力，这也是以往设计组件时原料主要集中采用金属类的原因。但是金属材料的有些特性大大限制了机械工程的需求，尤其是金属梳栉的质量、热膨胀和有限的刚度，限制了机械制造商试图提高机器的旋转速度以获得更高的编织生产率的可能性。

碳纤维增强塑料(CFRP)是一种可用的替代材料。在面向未来的成长型市场中，这种创新的复合材料正越来越多地被用作轻质结构材料。

CFRP具有良好的力学性能，它明显优于其他塑料和金属。这种高效的复合材料密度仅1.55 kg/dm3，但却有着很高的拉伸强度、刚度和极低的热膨胀系数。这些良好性能使CFRP成为许多应用领域的理想材料，如梳栉的制造。同样质量下，CFRP制成的组件相比铝合金材料，刚度高6倍，强度高8倍。使用CFRP能降低元件质量，并同时获得较高的材料刚度和强度。

就卡尔·迈耶公司的机器而言，CFRP的热膨胀系数最小，且采用CFRP能减小梳栉质量，而材料的刚度和强度却很高。这些特性可确保生产率的显著提升，旋转机械的速度可提高30%(图1和图2)。

CFRP还具有先前材料无法比拟的温度稳定性，可将温度容差范围扩大至14 ℃，并能同时确保无故障运行。以往，温度的波动会导致机器停止，或需调整旋转速度，因而增加了能源的消耗。如今，有了CFRP技术就可避免这类问题。

图1　梳栉采用CFRP的HKS 3 M经编机

图2　梳栉采用CFRP的编织部位的截面图

此外，CFRP的减振功能还可确保产品一贯的高品质，这一点对客户而言尤其重要。

使用CFRP这种创新复合材料的其他重要优点是可减少16%的投资成本，降低26%的空调系统的能源消耗。

邹倩 译赵俐 校