碳纤维复合材料的制作存在干湿两种,主要是从其制作工艺上进行区分,其中碳纤维湿法成型被广泛地应用于航空航天、工业生产、汽车制造、体育汽车等领域。在湿法成型中,浸胶后的碳纤维在预定张力的作用下能够按照一定的线性排布在芯模的表面,其中张力的控制是复合材料设备控制系统中对碳纤维制品影响较为重要的环节。
湿法成型需要先将碳纤维筒纱固定在旋转支架上,经过三辊张力辊、浸胶槽、挤胶辊的作用下,最终缠绕在芯模上。其中三辊张力辊事故辊面与碳纤维材料间的摩擦转化为张力的,浸胶槽是将具有张力你的碳纤维进行浸胶,挤胶辊再将多余的树脂胶基础,经过一系列操作之后,能够形成具有一定厚度的碳纤维湿法料。
当伺服电机带动缠绕辊每转一周时,同步伺服电机带动丝杠使纤维在缠绕辊表面沿轴向运动一个纤维宽度。由于多筒纤维同时缠绕,对张力的均匀控制要求较高,可采用由蜗轮减速机构控制其运动的同步刹车结构。由于3K丝束的碳纤维纱线宽度为1mm,在缠绕过程中纱线丝束极易发生断裂。为避免纱线断纱,需要减少纱线缠绕行程和采用全滚动的传送方式。
在这整套设备中,除了机械设备的安装精度和零部件的加工精度会影响成品的质量,碳纤维预浸料的含胶量也对湿法缠绕的碳纤维制品有着重要的影响。含胶量低容易造成分层,含胶量高容易出现固化不完全,影响产品的力学性能。 所以在生产过程中需要对刷胶量有严格控制,并且含胶量要均匀可靠,不能有气泡产生。碳纤维浸胶后通过挤胶辊之间的间隙随挤胶辊转动带出,可以除去气泡并且将多余的树脂流回胶槽。
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