碳纖維的成型工藝:1.真空導(dǎo)流2.模壓成型3.熱壓罐 4.手糊復(fù)合材料加工工藝是在同一基礎(chǔ)上根據(jù)不同材料的特性及應(yīng)用目的而不斷衍生發(fā)展的
碳纖維熱壓罐一、碳纖維復(fù)合材料的成型方法
1、模壓法。這種方法是將早已預(yù)浸樹脂的的碳纖維材料放入金屬模具中,加壓后使多余的膠液溢出來,然后高溫固化成型,脫膜后成品就出來了,這種方法最適合用來制作汽車零件。
2、手糊壓層法。將浸過膠后的碳纖維片剪形疊層,或是以便鋪層一邊刷上樹脂,再熱壓成型。這個(gè)方法可以隨便選擇纖維的方向、大小和厚度,被廣泛使用。注意的是鋪層后的形狀要小于模具的形狀,這樣纖維在模具內(nèi)受壓時(shí)就不會(huì)撓曲。
3、真空袋熱壓法。在模具山疊層,并覆上耐熱薄膜,利用柔軟的口袋向疊層施加壓力,并在熱壓灌中固化。
4、纏繞成型法。將碳纖維單絲纏繞在碳纖維軸上,特別適用于制作圓柱體和空心器皿。
5、擠拉成型法。先將碳纖維完全浸潤(rùn),通過擠拉除去樹脂和空氣,然后在爐子里固化成型。這種方法簡(jiǎn)單,適用于制備棒狀、管狀零件?! 《?、碳纖維復(fù)合材料成型工藝 1.手糊成型: 在模具工作面上涂敷脫模劑、膠衣,將剪裁好的碳纖維預(yù)浸布鋪設(shè)到模具工作面上,刷涂或噴涂樹脂體系膠液,達(dá)到需要的厚度后,成型固化、脫模。在制備技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,手糊工藝仍以工藝簡(jiǎn)便、投資低廉、適用面廣等優(yōu)勢(shì)在石油化工容器、貯槽、汽車殼體等許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是質(zhì)地疏松、密度低,制品強(qiáng)度不高,而且主要依賴于人工,質(zhì)量不穩(wěn)定,生產(chǎn)效率很低?! ?.噴射成型: 屬于手糊工藝低壓成型中的一類,使用短切纖維和樹脂經(jīng)過噴槍混合后,壓縮空氣噴灑在模具上,達(dá)到預(yù)定厚度后,再手工用橡膠錕按壓,然后固化成型。為改進(jìn)手糊成型而創(chuàng)造的一種半機(jī)械化成型工藝,在工作效率方面有一定程度的提高,用以制造汽車車身、船身、浴缸、儲(chǔ)罐的過渡層?! ?.層壓成型: 將逐層鋪疊的預(yù)浸料放置于上下平板模之間加壓加溫固化,這種工藝可以直接繼承木膠合板的生產(chǎn)方法和設(shè)備,并根據(jù)樹脂的流變性能,進(jìn)行改進(jìn)與完善。層壓成型工藝主要用來生產(chǎn)各種規(guī)格、不同用途的復(fù)合材料板材。具有機(jī)械化和自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn),但是設(shè)備一次性投資大?! ?.纏繞成型: 將經(jīng)過樹脂膠液浸漬的連續(xù)纖維或布帶按一定規(guī)律纏繞到芯模上,然后固化、脫模成為復(fù)合材料制品的工藝。碳纖維纏繞成型可充分發(fā)揮其高比強(qiáng)度、高比模量以及低密度的特點(diǎn),可用于制造圓柱體、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形碳纖維制品?! ?.拉擠成型: 將浸漬樹脂膠液的連續(xù)碳纖維絲束、帶或布等,在牽引力的作用下,通過擠壓模具成型、固化,連續(xù)不斷地生產(chǎn)長(zhǎng)度不限的型材。拉擠成型是復(fù)合材料成型工藝中的一種特殊工藝,其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過程可完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,生產(chǎn)效率高。拉擠成型制品中纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)可高達(dá)80%,浸膠在張力下進(jìn)行,能充分發(fā)揮增強(qiáng)材料的作用,產(chǎn)品強(qiáng)度高,其制成品縱、橫向強(qiáng)度可任意調(diào)整,可以滿足制品的不同力學(xué)性能要求。該工藝適合于生產(chǎn)各種截面形狀的型材,如工字型、角型、槽型、異型截面管材以及上述截面構(gòu)成的組合截面型材?! ?.液態(tài)成型: 將液態(tài)單體合成為高分子聚合物,再從聚合物固化反應(yīng)為復(fù)合材料的過程改為直接在模具中同時(shí)一次完成,既減少了工藝過程中的能量消耗,又縮短了模塑周期(只需約2分鐘便可完成一件制品)。但這種工藝的應(yīng)用,必須以準(zhǔn)確的管道輸送和計(jì)量以及溫度壓力自動(dòng)控制為基礎(chǔ),屬于高分子材料和近代高新科學(xué)技術(shù)的交叉范疇,目前的應(yīng)用還不是很廣?! ?.真空熱壓罐: 將單層預(yù)浸料按預(yù)定方向鋪疊成的復(fù)合材料坯料放在熱壓罐內(nèi),在一定溫度和壓力下完成固化過程。熱壓罐是一種能承受和調(diào)控一定溫度、壓力范圍的專用壓力容器。坯料被鋪放在附有脫模劑的模具表面,然后依次用多孔防粘布(膜)、吸膠氈、透氣氈覆蓋,并密封于真空袋內(nèi),再放入熱壓罐中。加溫固化前先將袋抽真空,除去空氣和揮發(fā)物,然后按不同樹脂的固化制度升溫、加壓、固化。固化制度的制定與執(zhí)行是保證熱壓罐成型制件質(zhì)量的關(guān)鍵。該種成型工藝適用于制造飛機(jī)艙門、整流罩、機(jī)載雷達(dá)罩,支架、機(jī)翼、尾翼等產(chǎn)品?! ?.真空導(dǎo)入: 簡(jiǎn)稱VIP,在模具上鋪“干”碳纖維復(fù)合材料,然后鋪真空袋,并抽出體系中的真空,在模具腔中形成一個(gè)負(fù)壓,利用真空產(chǎn)生的壓力把不飽和樹脂通過預(yù)鋪的管路壓入纖維層中,讓樹脂浸潤(rùn)增強(qiáng)材料,最后充滿整個(gè)模具,制品固化后,揭去真空袋材料,從模具上得到所需的制品。該工藝在1950年就出現(xiàn)了zhuanli記錄,但在近幾年才得到發(fā)展。在真空環(huán)境下樹脂浸潤(rùn)碳纖,制品中產(chǎn)生的氣泡極少,制品的強(qiáng)度更高、質(zhì)量更輕,產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定,而且降低了樹脂的損耗,僅用一面模具就可以得到兩面光滑平整的制品,能較好地控制產(chǎn)品厚度。一般應(yīng)用于船艇工業(yè)中的方向舵、雷達(dá)屏蔽罩,風(fēng)電能源中的葉片、機(jī)艙罩,汽車工業(yè)中的各類車頂、擋風(fēng)板、車廂等。 總結(jié):隨著碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用的深入和發(fā)展,碳纖維復(fù)合材料的成型方式也在不斷地以新的形式出現(xiàn),但是碳纖維復(fù)合材料的諸種成型工藝并非按照更新淘汰的方式存在的,在實(shí)際應(yīng)用中,往往是多種工藝并存,實(shí)現(xiàn)不同條件、不同情況下的好效應(yīng)。同時(shí)碳纖維重量比鋁輕,強(qiáng)度卻高于鋼,又有耐腐蝕、耐高溫、模量高等優(yōu)點(diǎn),被稱為“新興材料之王”。碳纖維的產(chǎn)品在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用。希望以上的這些知識(shí)能夠幫到大家,祝大家生活愉快。。
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