碳纤维管是非常常见的碳纤维制品,在很多领域和应用中都取缔了传统的金属管,碳纤维管的种类也有很多,常见的有斜纹管、平纹管等。碳纤维管常用的生产工艺主要有缠绕工艺、卷制工艺、模压工艺三种,本文将采用一种低成本的气囊法制备碳纤维复合材料管材。
首先采用数控机加工管材外形对模阴模,保证模具满足尺寸精度、同轴度且具有足够的强度和刚度。其表面涂覆脱模材料。自制袋气囊。试制管材尺寸为47x50x1850mm,壁厚1.5mm,铺层为:[+14°/-14°/+45°/-45°/-45°/+45°/-14°/+14/0°/0°]。考虑到随着铺层变化,管子由内到外直径不同,不同铺层预浸料下料长、宽不同,裁料需加以注意。固化后管材内表面出现褶皱,原因可能是手工缠绕中张力不均导致纤维松紧程度不同,在环向层间作用力,纵向拉伸力作用下不平衡而发生屈曲。
对于铺层设计,碳纤维复合材料管材铺层采用对称各向同性铺层。可以充分利用树脂与纤维之间强度性质的层合,也可消除碳纤维轴向与径向的热膨胀系数差别,利用碳纤维轴向负的热膨胀系数,抵消树脂较大的热膨胀系数,尽量使各方向上的热膨胀系数接近于“零”,进而保证管材的外形尺寸和固化后的变形。
在铺层控制中,先用标准尺寸的内径钢管做铺贴模使用,涂脱模剂后铺贴一层脱模布,按设计的铺层角度逐层铺平、压实,避免层间有气泡和杂质等,因圆管不便于熨压,每两层打袋抽真空预压一次。为了保证管材的表面质量,可选择含胶量较高的碳纤维预浸料铺贴。通过试验,可以在对模阴模上设计0°铺层,且先铺于阴模内再进行组装,可以使管材脱模后表面质量良好,且无对模印痕。
如果选用组合模,不仅增加了模具设计难度,而且难以保证内称与外形对模阴模的同轴度,进而难以保证管材的厚度均匀性。而用气囊法与阴模再加以工艺过程的控制,可以制造出表面状态良好,同轴度好且厚度均匀的复合材料管材。
现在的碳纤维应用也比较多,在航空航天、工业生产、文体领域、医疗器械等都有着广泛的应用。江苏博实每年都有着数千根碳纤维管的销售,如果您有碳纤维管的定制需求,可直接与我司技术联系,我司可提供来图定制服务。