碳纤维矩形管的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,利用热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碳纤维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,从而获得制品的一种工艺方法,主要步骤如下。
①准备工作。做好预浸料、成型工装模具、随炉试件的配套工作;
②预浸料裁剪与铺层。预浸料复验合格后,按下料样板裁剪,且按制品铺层要求进行铺叠;
③装模。将铺叠的预浸料装模,按工艺规程要求合模进行预压实,使其结构致密;
④固化成型。按工艺文件要求进行固化成型,严格控制各固化工艺参数.
⑤脱模、清理。按工艺文件要求进行脱模和修整,且清理好工装模具;
⑥随炉试件试验。按工艺文件要求加工随炉试件,按试验方法标准进行试验;
⑦无损检测及最终检验。按设计文件要求对制品进行无损检测和最终检验。
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。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。
与热压罐成型的不同之处,碳纤维矩形管的模压成型无需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。尽管如此,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。
阅读延伸:《一种碳纤维复合材料管材的制备方法》