11/07/2014 - Verwendung von Kohlenstofffasern bei der Herstellung von großen Ventilatoren

Menéame

Das multinationale asturianische Mutterunternehmen Zitrone mit der Anwendung von Kohlenstofffaser zur Herstellung von Löcher von seinen Ventilatoren für große Minen, die es ihm ermöglicht hat, die Barriere von vier Metern zu überwinden und Herstellung von Ventilatoren bis zu 5,2 m Durchmesser.

"Wir könnten jedoch größere Ausmaße erreichen: Von 3,5 Metern Durchmessern und mehr als 1,5 Megawatt Leistung ist die Kohlenstofffaser ein sehr wettbewerbsfähiges Material," betont Roberto Arias, technischer Leiter des Unternehmens.

Ventilatoren, die aus konventionellen Materialien wie Aluminium und Gusseisen hergestellt werden, haben Probleme, den neuen Anforderungen der großen Bergwerke in der internationalen Umgebung gerecht zu werden, die Ventilatoren mit einem Durchmesser von mehr als 3,5 Metern erfordern.

Eine Kohlenstofffaserlatte, die 6,5 kg wiegt, würde bei der Herstellung von Aluminium über 30 kg und bei der Herstellung mit Schmelzstahl über 90 kg liegen. Eine Gewichtsreduktion, die es dem Unternehmen ermöglicht, höhere Drehzahlen zu erzielen, wodurch Luftdruck und Luftdurchfluss verbessert werden; außerdem "erhebliche Verlängerung der Lebensdauer des Elektromotors und eine höhere Genauigkeit bei der Endbearbeitung des Werkstücks, was zu einer höheren Effizienz des Ventilators führt," sagt Arias.

"Wenn die Löcher eines 4-Meter-Lüfters mit einem Durchmesser von 700 U/min aus konventionellen Materialien wie Aluminium oder Gusseisen hergestellt würden, würde dies eine solche Zentrifugalkraft erzeugen, dass die Maschine praktisch nicht mehr machbar wäre, da es keine Möglichkeit gäbe, den Kern des Lüftersrads zu bauen, der diese Lasten tragen würde," fügte der Verantwortliche hinzu.

Ein Schritt in die Flammen

Nachdem es erfolgreich gelungen ist, die Kohlenstofffaser in der Produktionslinie und mit den großen Minen Russlands als Hauptabnehmer einzusetzen, strebt das Unternehmen an, die Kohlenstofffasern aus den großen russischen Minen in die großen Ventilatoren zu exportieren, die für Straßen-, Eisenbahn- und U-Bahntunnel hergestellt werden.

In diesem Fall liegt die Anforderung nicht im Durchmesser, sondern darin, feuersichere Ventilatoren zu erhalten, die während zwei Stunden 400 °C der Temperatur standhalten und bei 1.000 Umdrehungen pro Minute drehen, um die Rauche aus einem eventuellen Brand unter der Erde zu entfernen. Das Material, das derzeit verwendet wird, um diese Bedingungen zu erfüllen, ist Gussstahl, und das Ergebnis sind Ventilatoren mit großer Robustheit, Gewicht und hohen Preisen, die große Lasten in die Motorlager zu transportieren.

Nano Kohlenstofffasern

Nach den ersten Tests im Unternehmen wird das Harz, das die Kohlenstofffasern der Labfasern bindet, bei einer Temperatur von 120 bis 140 °C in die Luft geblasen und diese werden nicht mehr geformt.

Ziel des neuen Projekts, bei dem ITMA Materials Technology und Asturian Polysier zusammenarbeiten, ist es, Nanofasern aus Kohlenstoff in das Harz zu integrieren, das die ursprünglichen Kohlenstofffasern miteinander verbindet, wobei die Nanofasern bei hohen Temperaturen eine Art Notfallharz darstellen, das den Zusammenhalt der Kohlenstofffasern und damit die Form des Laubs aufrechterhält, damit es im Brandfall auch weiterhin sicher arbeiten kann.

Die Ingenieure von Zitron beginnen, die Nano-Kohlenstofffasern, die das ITMA mit dem Harz liefert, das Polysier verwendet, zu integrieren, das bereits die ersten Prüfmuster herstellt. "Es ist jedoch recht schwierig, Nanofasern auf Harz zu erweitern, ohne dass sie sich glutinieren, was das gewünschte Ergebnis beeinträchtigt," so Arias.

Gleichzeitig entwickelt das Unternehmen zusammen mit der ITMA eine Refraktäre Aluminiumlegierung, die es ermöglicht, die Belastungen des derzeit verwendeten Aluminiums zu überwinden.

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SINC

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