关于碳纤维机械臂模压成型可行性分析

  碳纤维材料具有高强度、高刚度、低密度和优异的耐热、耐腐蚀等特性,因此被广泛应用于机械行业以及其他领域,如航空航天、汽车、高速列车、体育器材等。碳纤维机械臂因其轻便、刚性好、适用性广等诸多优点而被广泛使用,尤其适用于需要快速、高效、稳定和精密控制的工业操作环境。

  1.模压成型工艺特性

  模压成型工艺是将一定量预浸料放入到金属模具的对模模腔中,利用带热源的压机产生一定的温度和压力,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、充满流动、充满模腔成型和固化,从而获得复合材料制品的一种工艺方法。

  2.成型过程

  模压成型工艺的特点是在成型过程中需要加热,加热的目的是使预浸料中树脂软化流动,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,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、高精度和耐腐蚀,并要求用专用的热压机来控制固化成型的温度、压力、保温时间等工艺参数。

  模压成型与热压罐成型的不同之处,是模压成型无需像热压罐成型时将预浸坯料连同工装模具放入罐体内。它具有良好的可观察性且压力调节范围较大,结构内部质量易于保证,外形尺寸精度较高,因而广泛应用于型面复杂的复合材料结构构件制造。如复合材料发动机叶片模压成型。

  模压成型方法生产效率较高,制品尺寸准确,表面光洁,尤其对结构复杂的复合材料制品一般可一次成型,不会损坏复合材料制品性能。其主要不足之处是模具设计与制造较为复杂,初次投入较大。尽管模压成型工艺有上述不足之处,目前模具成型工艺方法在复合材料成型工艺中仍占有重要的地位。