Uglerod tolali kompozit materiallarni sport va dam olish va asosiy ishlab chiqarish jarayonlarida qo'llash
Sport mahsulotlarida uglerod tolasini qo'llash 1970-yillarda paydo bo'lgan. O'sha paytda hamma e'tiborni aerokosmik va harbiy sanoatga qaratgan. Zero, bunday yuksak darajadagi maydon, ayniqsa, o‘sha davrda AQSh-Sovet kosmik poygasi, sun’iy yo‘ldoshlar, kosmik kemalar, Oyga qo‘nish dasturlari butun dunyo e’tiborini tortdi.
Uzoq vaqt davomida uglerod tolali kompozit materiallar sport tovarlarining turli sohalariga muvaffaqiyatli kirib bordi va sport tovarlari ham aerokosmikdan keyin uglerod tolasini qo'llash va rivojlantirish uchun sanoat sektoridir.
Uglerod tolali kompozit materiallar engil vazni, yuqori quvvati va charchoqqa chidamliligi tufayli sport tovarlari sanoatida tanlangan materialga aylandi. Uglerod tolasining sport tovarlari bozori uchun ilhom Amerika Qo'shma Shtatlaridagi Jim Flooddan keladi, u golfning Edisoni sifatida tanilgan. 1972 yilda Jim Flood uglerod tolali to'plardan foydalanish golf to'plarini dazmollardan 30 yard uzoqroqqa urish mumkinligini aniqladi. Keyinchalik, uglerod tolasi badminton, tennis, beysbol, skeytbord, chang'i, velosiped, eshkak eshish, kamondan otish va boshqa sport turlari, shuningdek, baliq ovlash kabi bo'sh vaqt sportlari kabi metall materiallar o'rnini bosuvchi boshqa sport turlarida targ'ib qilindi.
Sport anjomlaridagi uglerod tolali kompozit materiallarning afzalliklari
Jamiyat taraqqiyoti bilan odamlarning turmush tarziga intilishi muttasil takomillashib bormoqda. Sport har birimizning hayotimizga kirib kelgan. Mashg‘ulotning sog‘lom va ilmiy usullari ham odamlarning diqqat markazida. Sport anjomlariga qo'yiladigan talablar tobora ortib bormoqda. Yangi sport anjomlari bozori ham kengaymoqda, sport anjomlari materiallariga bo'lgan talablar ham ortib bormoqda. Uglerod tolasining og'irligi va mustahkamligi bo'yicha afzalliklari uni yangi sport jihozlari uchun afzal materialga aylantiradi. Natijada, uglerod tolasi sport anjomlari sohasida tobora ko'proq foydalanilmoqda. Sport jihozlarida uglerod tolasining afzalliklari qanday:
(1) Engil vazn
Og'irlik talab qiladigan maxsus sport turlari bundan mustasno, odamlar mashq qilish uchun sport anjomlaridan foydalanganda, sport anjomlari qanchalik engil bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi. Engil vazn mashq qiluvchilarga tennis raketkalari, klublar, velosipedlar, chang'ilar va hokazolar kabi yaxshiroq ishlash imkonini beradi. Hatto poyga mashinalari va yelkanli qayiqlar kabi ularni harakatga keltirish uchun inson kuchidan tashqari kuchga tayanadigan ba'zi jihozlar ham engil vazn talab qiladi. quvvat talablarini kamaytirish va yoqilg'ini tejash imkonini beradi. Uglerod tolasi bu borada almashtirib bo'lmaydigan afzalliklarga ega.
(2) Yaxshi mexanik xususiyatlar
Uglerod tolasi materiallarining o'ziga xos kuchi va o'ziga xos moduli boshqa materiallardan oshib bo'lmaydi. Uning noyob mexanik xususiyatlari sport anjomlari ehtiyojlarini qondiradi va sport anjomlari uchun ajoyib tanlovdir. Uglerodli tolali kompozitlar asosan qatronlar bilan ishlov beriladi va qoliplanadi, bu qayta ishlash dizaynida katta rol o'ynashi mumkin.
(3) Xavfsizlik, gigiena va atrof-muhitni muhofaza qilish
Karbon tolali kompozit materiallar nafaqat ko'p afzalliklarga ega, balki kafolatlangan gigiena va xavfsizlikka ega ekologik toza materialdir. Ular maxsus xususiyatlarga ega yangi materiallardir. Yaxshi mexanik xususiyatlar, kuchli plastiklik va yuqori xavfsizlik bilan bir qatorda, ular qayta ishlanadigan resurslar hamdir. Ular yuqori darajada ekologik toza va qayta ishlanishi oson, shu bilan birga xarajatlarni kamaytiradi va resurslarni tejaydi. Bu xususiyatlar sport anjomlarini keng qo'llashda uglerod tolali kompozit materiallarning afzalliklariga aylanadi.
(4) Yuqori plastiklik
Plastmassalik sport anjomlarini ishlab chiqarishning asosiy shartlaridan biridir. Plastmassalar va uglerod tolali kompozit materiallarning barchasi ma'lum darajada plastiklikka ega. Plastmassalar va ularning qotishmalari ko'p jihatdan qayta ishlanishi va shakllantirilishi mumkin (puflama, inyeksion kalıplama, ekstruziya, termoformlash va boshqalar), so'ngra sport jihozlariga qo'llanilishi mumkin. Boshqa keng tarqalgan materiallar bilan solishtirganda, ular yaxshi plastiklikka ega. Mamlakatim sport industriyasining rivojlanishi bilan sport anjomlari sohasiga qo'llaniladigan materiallar sport anjomlari ish faoliyatini yaxshilash uchun ko'proq qayta ishlanishi mumkin.
(5) Yaxshi qarish qarshiligi
Haqiqiy ilovalarda sport anjomlari asosan ochiq havoda va quyosh nuri va momaqaldiroq kabi tabiiy muhitdan osongina ta'sirlanadi. Shu bilan birga, atmosferadagi kislorod, ozon va kislotali gazlar kabi moddalar ham unga zarar etkazishi mumkin. Bundan tashqari, haroratning o'zgarishi sport anjomlarining qarishi, yoriqlari, rangi o'zgarishi va hokazolarni keltirib chiqaradi. Shuning uchun, sport jihozlari, ayniqsa, ochiq havoda foydalanishga topshirilganda yaxshi korroziyaga chidamliligi va qarish qarshiligiga ega bo'lishi kerak. Bu boradagi talablar yanada qattiqroq. Qarish qarshiligi yomon bo'lsa, bu uskunaning ishlash muddatiga jiddiy ta'sir qiladi.
Sport va dam olish mahsulotlarida uglerod tolali kompozit materiallarni qo'llash
Uglerod tolali sport mahsulotlarini qo'llash ikkita asosiy yo'nalishga bo'linishi mumkin. Ulardan biri raqobatbardosh sport bo'lib, u asosan yuqori aniqlik, yuqori va tezroq ta'kidlanadi. Ikkinchisi - kundalik fitnes va dam olish, bu tegishli xarajatlar koeffitsientini talab qiladi. Hozirgi vaqtda sport mahsulotlari sohasida uglerod tolasini eng ko'p iste'mol qiladigan mahsulotlar quyidagilardir:
(1) Velosipedlar
Chelik velosipedlar uchun eng uzoq umr ko'radigan materialdir. U yaxshi elastiklik va arzon narxga ega, ammo uning yuqori zichligi tufayli zang va charchash oson. Alyuminiy qotishmasi bozorda tez-tez ishlatiladigan materialdir. U engil va zanglamaydi, lekin uning elastikligi juda yomon, charchash oson va haydash qulayligi yaxshi emas. Magniy qotishmasining zichligi alyuminiy qotishmasidan kichikroq va uning asosiy ishlashi alyuminiy qotishmasiga o'xshaydi. Titan qotishmasining charchoqqa chidamliligi boshqa metall materiallarga qaraganda yaxshiroq, lekin narx yuqori va o'ziga xos tortishish foydali emas. Uglerod tolali kompozit materiallar yuqori quvvatga, yaxshi elastiklikka, yorug'lik zichligiga va korroziyaga chidamliligiga ega. Uglerod tolali kompozit materiallardan ishlab chiqarilgan velosipedlar quyidagi xususiyatlarga ega:
a. Velosipedning umumiy og'irligini samarali ravishda kamaytiring
Uglerod tolali qatronlar asosidagi kompozit materiallarning zichligi odatda faqat 1,6 ni tashkil qiladi. Bu po'latning atigi beshdan bir qismidir va alyuminiy bilan solishtirganda og'irlikni taxminan 40% ga kamaytirishi mumkin. Velosiped sanoatida vazn 1g ga kamaytirilsa, narxni 1 dollarga oshirish mumkin degan gap bor. Karbon tolali kompozit velosiped ramkasi alyuminiy qotishma ramkasidan to'rtdan bir qism engilroq. Engil vazn jismoniy energiya yo'qotilishini kamaytiradi va shu bilan haydash tezligini oshiradi.
b. Tananing yuqori umumiy qattiqligi
Yaxshi qattiqlikka ega bo'lgan ramka harakatlantiruvchi kuchni aylantirishga yordam beradi va velosipedni boshqarish ko'rsatkichlarini yaxshilaydi. Uglerod tolali kompozit velosipedning tuzilishi kuchli va deformatsiya qilish oson emas. Amaliyot shuni ko'rsatdiki, uning ramka qattiqligi molibden po'latdan yasalgan ramkadan past emas.
c. Yaxshi zarba qarshiligi
Strukturaning tabiiy chastotasi nafaqat strukturaviy shaklga bog'liq, balki materialning o'ziga xos modulining kvadratiga ham mutanosibdir. Yuqori tabiiy chastota ish sharoitida rezonansdan kelib chiqadigan erta shikastlanishdan qochishi mumkin. Ma’lum qilinishicha, bir xil shakl va o‘lchamdagi ramkalar bo‘yicha o‘tkazilgan sinovlar alyuminiy qotishmasidan yasalgan ramkaning tebranishini to‘xtatish uchun 9 soniya, tabiiy chastotasi o‘ta yuqori bo‘lgan uglerod tolali kompozit materialni to‘xtatish uchun esa bor-yo‘g‘i 2,5 soniya kerak bo‘lishini ko‘rsatmoqda. Kompozit materialning yaxshi namlanishi velosipedning zarbalarini kamaytiradi va haydash qulayligini oshiradi.
d. Yaxshi xavfsizlik
Uglerodli tolali kompozit materiallardagi matritsa mustaqil uglerod tolalarini o'rab turgan doimiy faza bo'lib, dinamik noaniq tizimni tashkil qiladi. Materialga ta'sir qilganda, oz sonli tolalar singanida, yuk tezda uzilmagan tolalarga qayta taqsimlanadi, shunda struktura yukni ko'tarishda davom etishi mumkin, bu esa haydash xavfsizligini sezilarli darajada yaxshilaydi. Umumiy metall materiallarning charchoq buzilishining aniq belgilarini kuzatish qiyin va ularning ishdan chiqishi ko'pincha to'satdan sodir bo'ladi, uglerod tolali kompozit ramkalar esa juda yaxshi charchoqqa chidamliligiga ega va buzilishdan oldin aniq belgilar kuzatilishi mumkin. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, uglerod tolali kompozit ramkalar bir milliondan ortiq to'qnashuv sinovlariga bardosh bera oladi.
e. Strukturaviy dizayn erkinligini oshirish
Karbon tolali kompozit materiallar anizotropiya xususiyatlariga ega. Kompozit materiallarning bu xususiyati haydash paytida velosipeddagi yukning yo'nalishi va hajmiga ko'ra tolalarni tartibga solish va yotqizish uchun ishlatilishi mumkin. Kompozit materiallarni ishlab chiqarishning moslashuvchanligi turli shakllardagi konstruktsiyalarni loyihalash uchun qulaydir. Masalan, soddalashtirilgan velosipedlar aerodinamik tamoyillarga muvofiq ishlab chiqilishi mumkin, ular chiroyli va amaliy va eng yaxshi xarajat ko'rsatkichlariga erishish oson. f. Yaxshi korroziyaga chidamlilik
Polimer materiallari kislota, gidroksidi va sanoat atmosferasiga yaxshi qarshilik ko'rsatadi, shuning uchun uglerod tolali kompozit materiallardan tayyorlangan velosiped ramkalari kislota va gidroksidi korroziyaga mukammal qarshilik ko'rsatadi.
Fransiyaning sport avtomobillari ishlab chiqaruvchi Bugatti va Gollandiyaning velosiped ishlab chiqaruvchi PG kompaniyalari birgalikda dunyodagi eng yengil velosipedni chiqardi. Velosiped dizayni Bugatti kompaniyasining Chiron sport poyga mashinasidan ilhomlangan. Uglerod tolali kompozit materiallardan tayyorlangan, uning og'irligi atigi 11 funt (taxminan 4,99 kg). American Architectural Digest ma'lumotlariga ko'ra, velosipedning 95% uglerod tolali kompozit materiallardan iborat.
Pragadagi Chexiya texnika universiteti velosiped romlari va tegishli butlovchi qismlarni ishlab chiqarish uchun uzluksiz tolali trubka ulanishi orqali ishlab chiqilgan integratsiyalangan halqa texnologiyasi (ILT) bilan birgalikda avtomatik tolali o'rash jarayonidan foydalanadi. ILT strukturaviy kompozit elementlarni (masalan, quvurlar va ulash qismlari) birlashtirgan jarayondir. Barcha qismlar bir bo'lakda hosil bo'ladi va keyin yig'iladi.
(2) qarmoqlar
Baliq ovlash ishqibozlari uchun qaysi qarmoq eng yaxshi ekanligini qanday baholaysiz? Xulosa qilib aytganda, u asosan uchta nuqtani aks ettiradi: nozik, engil va kuchli. Shuning uchun, yuqori samarali baliq ovlash tayog'i ikkita xususiyatga javob berishi kerak: yuqori qattiqlik va engil.
Uglerod tolasining paydo bo'lishi va rivojlanishi bilan u baliq ovlash tayoqlari uchun yuqori o'ziga xos kuch va yuqori o'ziga xos modulni ta'minlaydi, bu baliq ovlash tayoqlarini engilroq va engilroq qiladi. Shuning uchun, bugungi kunda baliq ovlash tayoqlari asosan "uglerod tolali baliq ovlash" deb ataladi.
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan kompozit materiallardan tayyorlangan baliq ovlash tayoqlari GFRP mahsulotlari yoki plastmassalarga qaraganda ancha engilroq, bu tayoqni tortib olishda kamroq energiya sarflaydi va tayoqni tortib olish masofasi ikkinchisiga qaraganda taxminan 20% uzoqroqdir. CFRP dan tayyorlangan qarmoqlar uzoq va yaxshi, yuqori qattiqlikka ega. Baliq ovlash tayoqlari egilgandan so'ng tezda tiklanishi mumkin, bu ularni o'lja yetkazib berishga nisbatan sezgirroq qiladi. Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalardan og'irligi 140 grammdan oshmaydigan, lekin charchoqqa chidamliligi va ishqalanishga chidamliligi yuqori bo'lgan baliq ovlash moslamalarini tayyorlash uchun ham foydalanish mumkin, shuning uchun ular uzoq xizmat qilish muddatiga ega.
Karbon tolali kompozit baliq ovlash tayoqlarining afzalliklari
Yengilligi va yuqori qattiqlik xususiyatlari tufayli u keng maqtovga sazovor. Baliq ovlash jarayonida uglerod tolali qarmoqlarning afzalliklari quyidagi jihatlarda namoyon bo'ladi:
·Uglerod tolali qarmoqlar engilroq va ingichka bo'lgani uchun ularni bir qo'l bilan osongina boshqarish mumkin;
·Og'irligi engil bo'lgani uchun foydalanuvchilarning charchashini oldini oladi;
· Uglerod tolasi qarmoqlarni uzunroq qilishi mumkin va uzunroq qarmoqlar kengroq baliq ovlash maydonini qoplash mumkinligini anglatadi;
·Uglerod tolali qarmoqlar baliqlarga nisbatan sezgir;
Karbon tolali baliq ovlash tayoqlari baliqchilarni yildan-yilga ko'proq g'ayratli qilib qo'ydi va bu uglerod tolali qarmoqlar baliq ovlashni asosiy sport turiga emas, balki mashhur ko'ngilochar faoliyatga aylantirdi, bu shubhasiz uglerod tolasi sohasi uchun yangi bozorni yaratdi.
(3) Tennis raketkalari va badminton raketkalari
Tennis raketkalarining rivojlanish tendentsiyasi kattaroq va engilroq bo'lishdir. Hozirgi vaqtda dunyodagi eng yuqori va o'rta masofali tennis raketkalari uglerod tolali kompozit materiallardan tayyorlangan. Katta tennis raketkalari engil, yuqori o'ziga xos kuch va yuqori o'ziga xos modulga ega bo'lgan uglerod tolali kompozit materiallardan tayyorlanishi kerak. Ular to'pni urish paytida deformatsiyalanmasligini ta'minlash uchun yog'och raketka ramkalariga qaraganda kuchliroq torli kuchlanishga bardosh bera oladilar. Yaxshi tebranishga qarshi xususiyatlarga ega bo'lgan uglerod tolali kompozit materiallar nafaqat sportchilarga qulaylik hissi beradi, balki tennis to'pi uchun yuqori boshlang'ich tezlikni olish imkonini beradi.
Kompozit materiallardan tayyorlangan tennis raketkalari engil va kuchli, yuqori qattiqlik va past deformatsiyaga ega bo'lib, to'p raketka bilan aloqa qilganda og'ishni kamaytirishi mumkin. Shu bilan birga, CFRP yaxshi damping xususiyatlariga ega, bu ip va to'p o'rtasidagi aloqa vaqtini uzaytirishi mumkin, bu esa tennis to'pini yuqori tezlashtirishga imkon beradi. Misol uchun, yog'och raketkalarning aloqa vaqti 4,33 millisekund, po'latdan yasalgan buyumlar - 4,09 millisekund, CFRP - 4,66 millisekund. To'pning mos keladigan boshlang'ich tezligi mos ravishda 1,38 km/soat, 149,6 km/soat va 157,4 km/soat.
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan kompozit materiallardan (CFRP) tayyorlangan badminton raketkalari engil vazni, yuqori qattiqligi va yog'och buyumlarning etarlicha qattiqligidan kelib chiqadigan tutqichning sinishining oldini olish bilan ajralib turadi. Ular, shuningdek, tebranishlarni kamaytirish funksiyasi va yaxshi chidamlilikka ega, bu uzoq urish va qaytish masofalarini va yuqori to'pni qo'nish aniqligini ta'minlaydi.
(4) Golf klublari
1972 yilda Qo'shma Shtatlar birinchi marta golf klublarini ishlab chiqarish uchun uglerod tolali kompozit materiallardan foydalangan. 1998 yilga kelib, uglerod tolali golf klublari soni po'lat klublardan ancha oshdi. Golf klublari tutqich, mil va boshdan iborat. Uglerod tolali kompozit materiallardan tayyorlangan golf klublari og'irlikni taxminan 10% dan 40% gacha kamaytirishi mumkin. Impulsning saqlanish qonuniga ko'ra, golf klubining umumiy og'irligi doimiy bo'lganda, og'ir bosh va engil mil aylanish tezligini oshirishi va to'pning kattaroq boshlang'ich tezligini olishiga imkon beradi. Bundan tashqari, uglerod tolali kompozit materiallar yuqori damping xususiyatlariga ega, ular urish vaqtini uzaytirishi va to'pni uzoqroq urish imkonini beradi.
(5) Kayak
Kayakda o'q o'tkazmaydigan sohada keng qo'llaniladigan aramid tolasi Kevlar dan foydalanish yaxshi tuzilgan qayiqning yorilishi va sinishiga qarshi turishini ta'minlaydi. Grafen va uglerod tolasi materiallari kanoe va qayiq korpuslarida qo'llanilganda, ular nafaqat korpusning yugurish kuchini oshirishi va og'irligini kamaytirishi, balki sirpanish masofasini ham oshirishi mumkin.
(6) Poyga avtomobillari
1980-yillarda McLaren F1 jamoasi poyga shassisini qurish uchun uglerod tolali materiallardan foydalanganda, ularning poyga mashinalari raqobatchilardan ancha oldinda edi. Natijada, McLarenning yondashuvi boshqa jamoalar tomonidan taqlid qilindi va keyin turli superkarlar, yuqori samarali avtomobillar va fuqarolik avtomobillari bilan oziqlandi.
Hozirgi vaqtda avtomobil sanoatida uglerod tolasini qo'llash asosan ikki turga bo'linadi: quruq va ho'l. Ular orasida quruq uglerod tolasi ishlab chiqarish jarayonida kamroq qoldiq qatronga ega va kalıplanmış qismlar kuchliroq va qimmatroq, shuning uchun u yirik super hashamatli brendlar tomonidan keng qo'llaniladi.
Nam uglerod tolasi tarkibidagi qatronlar miqdori yuqori, shuning uchun komponent kuchi va ishlab chiqarish narxi bo'yicha quruq uglerod tolasidan ancha arzon. Ammo quruq yoki ho'l uglerod tolasi bo'ladimi, u an'anaviy materiallarga qaraganda yaxshiroq ishlashga ega.
Ares AMR Pro korpusi maxsus lyuminestsent yashil bo‘yoqdan foydalanadi, shuningdek, uglerod tolalarining joylashishini ko‘ra oladigan uglerod tolali dekorativ panelni qo‘shadi. Butun avtomobilning chiziqlari yanada nozikroq, yon tashqi nometall esa yanada aerodinamik dizaynga o'zgartirildi. Old qanotning orqa qismi g'ildirak kamaridagi havoni yaxshiroq boshqarish uchun ko'p qismli shamollatish teshigidan foydalanadi. Erga deyarli yaqin bo'lgan yon yubkalar old va orqa g'ildirak qoshlari bilan bog'langan. Gull qanotli eshik dizayni ham juda maftunkor. 20-dyuymli old g‘ildiraklar va 21-dyuymli orqa g‘ildiraklar tekis keng shinalar va rembo seramika uglerod tolali tormoz tizimlari bilan jihozlangan bo‘lib, butun avtomobilni yanada chiroyli ko‘rinishga olib keladi.
Interer ham F1 Formula 1 poyga avtomobilining klassik dizaynidan ko‘chirilgan. O'rnatilgan uglerod tolali kokpiti butun avtomobilni yanada qattiqroq qiladi. Tom, kokpit va shassi uglerod tolasi integratsiyalangan dizaynni qabul qiladi. Butun avtomobilning qattiqligi kuchliroq va yo'l haqida fikr-mulohazalar yanada haqiqiy va ijobiyroq. Suet materialining katta maydoni ochiq uglerod tolasi materialini aks ettiradi. Markaziy konsol yumaloq to'rtburchaklar rul bilan jihozlangan. Avtomobilning asosiy ma'lumotlarini aks ettirish uchun rulning o'rtasida LCD displey mavjud. Ikkita osilgan LCD displey haydovchi tomoniga egilgan. Bir qismli uglerod tolali poyga o'rindig'i engil va haydovchini yaxshi o'rash va qo'llab-quvvatlashi mumkin.
Bir qismli uglerod tolasi dizayni bilan butun transport vositasining qattiqligi kuchliroq va yo'lning fikr-mulohazalari yanada haqiqiy va ijobiyroq. Suet materialining katta maydoni ochiq uglerod tolasi materialini aks ettiradi. Markaziy konsol yumaloq to'rtburchaklar rul bilan jihozlangan. Avtomobilning asosiy ma'lumotlarini aks ettirish uchun rulning o'rtasida LCD displey mavjud. Ikkita osilgan LCD displey haydovchi tomoniga egilgan. Bir qismli uglerod tolali poyga o'rindig'i engil va haydovchini yaxshi o'rash va qo'llab-quvvatlashi mumkin.
