ईवी हल्के संरचनात्मक भाग: कार्बन फाइबर घर्षण के लिए बैरल कोटिंग प्रौद्योगिकियां

जैसे-जैसे इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) के लिए रेंज की आवश्यकताएं बढ़ती जा रही हैं, "स्टील को प्लास्टिक से बदलना" एक मुख्य उद्योग प्रवृत्ति बन गया है। कार्बन फाइबर रीइन्फोर्स्ड थर्मोप्लास्टिक्स (CFRTP), अपनी असाधारण विशिष्ट शक्ति और मापांक के साथ, बैटरी ट्रे, सीट फ्रेम और बॉडी स्ट्रक्चरल घटकों के लिए पसंदीदा सामग्री हैं। हालांकि, कार्बन फाइबर की अत्यधिक कठोरता ट्विन स्क्रू एक्सट्रूडर बैरल और स्क्रू के लिए एक बड़ी घर्षण चुनौती पेश करती है।

उच्च-भराव (30%-50%) कार्बन फाइबर संशोधित प्लास्टिक का उत्पादन करते समय, उपकरण विफलता का जोखिम मानक ग्लास फाइबर की तुलना में कहीं अधिक होता है:

• उच्च-कठोरता क्षरण: कतरनी प्रक्रिया के दौरान कार्बन फाइबर टूट जाते हैं; परिणामी टुकड़ों में सुई जैसी कठोरता होती है जो मानक नाइट्राइडेड स्टील बैरल की सुरक्षात्मक परत को जल्दी से हटा देती है।
• फाइबर ब्रिजिंग और उच्च दबाव: कार्बन फाइबर नेटवर्क संरचनाएं बनाने की प्रवृत्ति रखते हैं, जिससे मेल्ट चिपचिपाहट बढ़ जाती है। इससे आंतरिक बैरल दीवार पर उच्च रेडियल दबाव पड़ता है, जिससे भौतिक घिसाव तेज हो जाता है।
• इंटरफ़ेस छीलना: उच्च-वेग फाइबर कण धातु की सतहों पर "माइक्रो-कटिंग" का कारण बनते हैं, जिससे बैरल के आंतरिक व्यास का विस्तार होता है और क्लियरेंस सटीकता नष्ट हो जाती है।

ईवी स्ट्रक्चरल पार्ट्स की कठोर परिस्थितियों के लिए, पारंपरिक सिंगल-मेटल बैरल अब पर्याप्त नहीं हैं। उन्नत कोटिंग या लाइनर तकनीकों को पेश किया जाना चाहिए।

• अनुशंसित समाधान: उच्च टंगस्टन कार्बाइड सामग्री वाले लाइनर के साथ बाइमेटेलिक बैरल का उपयोग करें।
• कठोरता मानक: लाइनर की कठोरता 60 - 64 HRC तक पहुंचनी चाहिए। यह कार्बन फाइबर टुकड़ों की कटाई क्रिया का विरोध करने के लिए पर्याप्त है।
• तकनीकी लाभ: सेंट्रीफ्यूगल कास्टिंग प्रक्रिया लाइनर और सब्सट्रेट के बीच एक उच्च-शक्ति बंधन सुनिश्चित करती है। 2.0 मिमी - 3.0 मिमी की मोटाई असाधारण रूप से लंबी सेवा जीवन प्रदान करती है।

• सामग्री सलाह: स्क्रू तत्वों को उच्च-वैनेडियम पाउडर धातु विज्ञान स्टील (जैसे CPM श्रृंखला) से बनाया जाना चाहिए और PVD (भौतिक वाष्प जमाव) कोटिंग्स के साथ जोड़ा जाना चाहिए।
• क्लियरेंस परिशुद्धता: एकतरफा क्लीयरेंस को 0.05 मिमी - 0.08 मिमी के भीतर सटीक रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। सटीक क्लीयरेंस अंतराल में सामग्री के निवास समय को कम करता है, जिससे घिसाव दर धीमी हो जाती है।(संदर्भ: सामग्री घिसाव तुलना रिपोर्ट - रेफ: #QC-2024-EXP-08)

हार्डवेयर सामग्री से परे, सिस्टम स्थिरता कार्बन फाइबर के प्रदर्शन प्रतिधारण को सीधे प्रभावित करती है:

• कम-शियर तापमान नियंत्रण: ओवर-शियरिंग को कम करने के लिए स्क्रू कॉन्फ़िगरेशन को अनुकूलित करें और तापमान उतार-चढ़ाव को +/- 1°C के भीतर रखें। यह पॉलिमर क्षरण को रोकता है जो खराब फाइबर गीलापन का कारण बनता है।
• घिसाव चेतावनी तंत्र: प्रत्येक 500 टन आउटपुट के लिए बैरल आंतरिक व्यास का निरीक्षण करने की सिफारिश की जाती है। यदि घिसाव 0.10 मिमी से अधिक हो जाता है, तो यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए प्रक्रिया को तुरंत समायोजित करें या लाइनर को बदलें।

ईवी आपूर्ति श्रृंखला में, उच्च-गुणवत्ता वाले संशोधित प्लास्टिक स्थिर एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं पर निर्भर करते हैं। अल्ट्रा-हार्ड कोटिंग्स (>60 HRC) और मिरर पॉलिशिंग (Ra < 0.4 um) के साथ उच्च-सटीकता स्क्रू और बैरल का चयन न केवल उपकरण जीवन को तीन गुना से अधिक बढ़ाता है, बल्कि यह भी सुनिश्चित करने के लिए एक पूर्व शर्त है कि कार्बन फाइबर स्ट्रक्चरल घटक सुरक्षा मानकों को पूरा करते हैं। प्रमुख वैश्विक कंपाउंडर्स के लिए, Coperion या JSW मानकों के साथ संगत घिसाव-प्रतिरोधी सिस्टम उद्योग आधार रेखा बन गए हैं।