碳纤维机械臂是以碳纤维为增强材料以环氧树脂为基体材料、采用不同的成型工艺方法复合成的一种碳纤维制品。它既保持原材料的某些特性,义能发挥复合后比强度高、比模量高耐高温、密度低的新特性。碳纤维机械臂成型工艺方法主要有模压、热压罐等。
模压成型工艺是将一定量的碳纤维及其织物浸渍树脂基体后制备成预浸料。放人金属模具的模腔中,合模后在一定的温度和压力作用下使预浸料在模腔内受热软化、受压流动、并充满模腔成型、固化而获得碳纤维机械臂的一种工艺方法。
碳纤维机械臂模压成型工艺的特点首先是在成型过程中需要加热。加热的目的是使预浸料软化产生流动,充满模腔,并加速树脂基体材料的固化反应。预浸料充满模腔过程中,不仅树脂基体流动,增强材料也随之流动,使树脂基体和增强纤维同时填满模腔的各个部位。只有树脂基体粘度很大,粘结力很强,才能与增强纤维一起流动,因此模压工艺所需的成型压力较大。这就要求金属模具具有高强度、高精度、耐腐蚀,并要求专用的热压机来控制固化成型的温度、压力和保温时间等工艺参数。
模压成型工艺方法生产效率较高,制品尺寸准确,表面光洁,碳纤维机械臂一般可一次成型,无需有损于碳纤维机械臂力学性能的机加工。模压成型工艺方法主要不足之处是模具设计与制造较为复杂,初次投资较高。尽管模压成型工艺有上述不足之处,然而目前模压成型工艺方法在碳纤维机械臂成型工艺中仍占有重要的地位。