嘉興鑫圣碳纖維管制造工藝持續(xù)改進(jìn)，多領(lǐng)域應(yīng)用穩(wěn)步發(fā)展

來源：發(fā)布時(shí)間：2025-06-24

嘉興鑫圣碳纖維管制造工藝持續(xù)改進(jìn)，多領(lǐng)域應(yīng)用穩(wěn)步發(fā)展

嘉興市鑫圣碳纖維制品有限公司通過系統(tǒng)性優(yōu)化碳纖維管制造流程與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，推動(dòng)產(chǎn)品在清潔能源、特定裝備、影像檢查設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用深化。公司依托積累的工藝數(shù)據(jù)與場景化方案，為工業(yè)領(lǐng)域提供輕量化、耐候性良好的材料選擇。

一、工藝改進(jìn)：制造要求與規(guī)模生產(chǎn)協(xié)同

鑫圣碳纖維制品有限公司持續(xù)開展碳纖維管制造工藝改進(jìn)，形成三大實(shí)踐方向：

多軸向纏繞技術(shù)
采用0°（軸向）、±45°（抗扭）、90°（環(huán)向）定向鋪層方案，結(jié)合張力監(jiān)控系統(tǒng)（波動(dòng)范圍±0.5N），使管體軸向抗壓能力維持在8000-8500N，周向剛度較基礎(chǔ)方案提升35%。根據(jù)載荷需求，支持2-8層定制鋪層。
變徑管體成型方案
通過模塊化模具系統(tǒng)（直徑Φ30mm-Φ300mm），實(shí)現(xiàn)錐形管、階梯管等異形碳纖維管連續(xù)制造。壁厚差異保持在±0.1mm，橢圓度≤0.15%，滿足傳動(dòng)部件裝配要求。
表面處理與環(huán)境適應(yīng)性
提供磨砂（表面粗糙度0.6-0.8μm）與特定光潔度（粗糙度≤0.2μm）兩種處理方式。同步開發(fā)耐候涂層，經(jīng)3000小時(shí)紫外老化測試后，表面色差變化值＜1.5。

2023年產(chǎn)線升級后，公司碳纖維管月產(chǎn)量達(dá)15,000延米，批次性能波動(dòng)＜3%（依據(jù)GB/T 1449-2005測試）。

二、應(yīng)用實(shí)踐：從工業(yè)到民用領(lǐng)域

（一）清潔能源設(shè)備支撐
為風(fēng)電企業(yè)定制的碳纖維管傳感器支架（長度2.5m）：

管體重量1.8kg，較金屬方案減輕52%
通過-40℃至80℃溫度循環(huán)30次，長度變化＜0.05%
在沿海環(huán)境運(yùn)行18個(gè)月，未出現(xiàn)腐蝕變形

使用效果：降低結(jié)構(gòu)載荷

（二）影像檢查設(shè)備部件
CT機(jī)懸臂系統(tǒng)應(yīng)用案例：

采用中空充氮結(jié)構(gòu)（純度99.99%），減少影像干擾
運(yùn)動(dòng)部件重量降低40%，設(shè)備旋轉(zhuǎn)能耗下降15%
經(jīng)10萬次0.5m/s運(yùn)動(dòng)測試，軸向變化量≤0.1mm

使用效果：提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性

（三）工業(yè)機(jī)械傳動(dòng)部件
紡織機(jī)械導(dǎo)紗輥實(shí)踐：

Φ80×1200mm碳纖維管替代金屬，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少60%
4500rpm工況下振動(dòng)幅度由0.15mm降至0.10mm
年減少設(shè)備維護(hù)時(shí)間約200小時(shí)

使用效果：改善運(yùn)行平穩(wěn)性

（四）運(yùn)動(dòng)器材應(yīng)用
自行車架管數(shù)據(jù)：

采用T700級碳絲與特定樹脂體系
管體抗彎剛度120N/mm，重量較金屬降低35%
通過20萬次載荷測試（ISO 4210標(biāo)準(zhǔn)）

使用效果：適應(yīng)運(yùn)動(dòng)器械需求

三、數(shù)據(jù)積累與材料實(shí)踐

公司建立碳纖維管制造數(shù)據(jù)庫，積累關(guān)鍵參數(shù)：

測試類別	數(shù)據(jù)范圍	應(yīng)用參考
溫度適應(yīng)性	-50℃~150℃強(qiáng)度保持曲線	特殊環(huán)境選材依據(jù)
疲勞特性	10?次循環(huán)載荷保持＞85%	使用壽命參考
化學(xué)耐受性	酸堿環(huán)境浸泡3000h變化＜0.3%	化工場景適用性

推進(jìn)材料回收實(shí)踐：

制造廢料再利用比例達(dá)65%
特定水性樹脂用量占比提升至40%
單位產(chǎn)值能耗較2021年下降18%

四、技術(shù)探索：功能拓展與材料循環(huán)

鑫圣碳纖維制品有限公司開展兩項(xiàng)實(shí)踐：

集成傳感功能碳纖維管
開發(fā)內(nèi)埋光纖技術(shù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集（誤差±5με），應(yīng)用于建筑索力監(jiān)測。
可回收材料碳纖維管
試驗(yàn)聚醚醚酮（PEEK）基再生材料，首輪強(qiáng)度保持＞92%，促進(jìn)資源循環(huán)利用。