碳纤维具备质量轻、强度大的特点,可以根据不同应用场景下碳纤维复合材料的使用要求来选择不同的成型技术,在发挥材料性能优势的基础上综合考虑生产成本来选择成型生产技术。本文就常用的几种成型工艺来做个简单分析,希望对大家有所帮助。
1.模压成型技术
模压成型技术是將材料置于上下模之间,在液压机的压力和温度作用下使材料充满模具型腔并排出残留的空气,经过一定时间的高温高压使树脂固化后,脱模即可得到碳纤维制品。模压技术是应用性很强的一种碳纤维成型技术,在工业的承力结构件制造方面有不可取代的地位。模压技术细分可分为预浸料模压、SMC模压、湿法模压等。其中,预浸料模压成型工艺基本过程是:将一定量经一定预处理的模压料放入预热的模具内,施加较高的压力使模压料填充模腔。在一定的压力和温度下使模压料逐渐固化,然后将制品从模具内取出,再进行必要的辅助加工即得产品。
2.缠绕成型技术
缠绕成型技术是将连续的纤维丝或布带经过树脂槽浸润之后挤去多余树脂,然后按照预先设计好的排布规律缠绕到芯模上,缠绕到设计厚度之后,进行固化、脱模成为复合材料制品。碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高比模量以及低密度的特点,可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。
3.拉挤成型技术
拉挤成型技术是将浸渍过树脂胶液的碳纤维丝束、带或布等原材料,在牵引力的牵引下,通过挤压模具加热成型、固化,连续不断地生产截面规格相同、长度不同的碳纤维型材。复合材料拉挤成型技术是成型技术中的一种特殊技术,其显著特点是可完全实现生产过程的自动化,生产效率高,具备批量化生产的能力。拉挤成型制品强度高,其制成品横、纵向强度可任意调整,可满足碳纤维复合材料制品的不同力学性要求。此种成型技术适合于生产各种截面形状的型材,如工字型、角型、槽型、异型等截面管材以及通过上述截面构成的组合截面型材等。
4.热压罐成型技术
热压罐成型技术是将预浸料按预设方向铺叠成的预成型体在封装之后放入热压罐内,在一定预设温度和压力下完成固化。热压罐是一种能够承受和调整一定范围内温度、压力的专用容器。预浸料铺放在涂有脱模剂的模具表面,然后再依次用脱模布、吸胶毡、隔离膜、透气毡完全覆盖,并密封在真空袋内,经过抽真空检验密封性之后,再放入热压罐内。在放入热压罐加温固化之前需要抽真空,然后在热压罐高温、加压的作用下固化成型。固化技术参数的制定与执行是保证热压罐成型复合材料产品质量的关键。此种技术适用于制造对力学性能要求较高的承力结构件,如整流罩、飞机舱门、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等产品。
以上通过结合常用的碳纤维复合材料成型技术原理探讨了几种碳纤维复合材料成型技术。事实上,碳纤维复合材料的成型用到的技术还有很多种,比如:真空袋压成型技术、夹层结构成型技术、层压成型技术、卷管成型技术、热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型技术等。
每一种成型技术都有这自身的特点和优势,工程技术人员应该针对不同产品选择合适的技术技术路线,力求做到成本和性能要求的最高性价比。江苏博实碳纤维科技有限公司拥有十余年的定制经验,生产加工设备齐全,实力雄厚,如果您有定制需求可直接联系我们。
阅读延伸《碳纤维复合材料成型新工艺解析》