碳纤维复合材料成型方法及工艺

作者&投稿:雍谢 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~

  复合材料加工工艺是在同一基础上根据不同材料的特性及应用目的而不断衍生发展的。碳纤维复合材料在发挥质轻、强度大的基础上,也会根据应用对象的差异而采用不同的成型工艺,从而尽可能地发挥出碳纤维所具有的特殊性能。下面小编针对适用于碳纤维复合材料的成型工艺及其应用以及碳纤维复合材料的成型方法。希望能够给大家带来帮助。

  一、碳纤维复合材料的成型方法

  1、模压法。这种方法是将早已预浸树脂的的碳纤维材料放入金属模具中,加压后使多余的胶液溢出来,然后高温固化成型,脱膜后成品就出来了,这种方法最适合用来制作汽车零件。

  22、手糊压层法。将浸过胶后的碳纤维片剪形叠层,或是以便铺层一边刷上树脂,再热压成型。这个方法可以随便选择纤维的方向、大小和厚度,被广泛使用。注意的是铺层后的形状要小于模具的形状,这样纤维在模具内受压时就不会挠曲。

  33、真空袋热压法。在模具山叠层,并覆上耐热薄膜,利用柔软的口袋向叠层施加压力,并在热压灌中固化。

  44、缠绕成型法。将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上,特别适用于制作圆柱体和空心器皿。

  55、挤拉成型法。先将碳纤维完全浸润,通过挤拉除去树脂和空气,然后在炉子里固化成型。这种方法简单,适用于制备棒状、管状零件。


  二、碳纤维复合材料成型工艺

  1.手糊成型:

  在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣,将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上,刷涂或喷涂树脂体系胶液,达到需要的厚度后,成型固化、脱模。在制备技术高度发达的今天,手糊工艺仍以工艺简便、投资低廉、适用面广等优势在石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域广泛应用。其缺点是质地疏松、密度低,制品强度不高,而且主要依赖于人工,质量不稳定,生产效率很低。

  2.喷射成型:

  属于手糊工艺低压成型中的一类,使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后,压缩空气喷洒在模具上,达到预定厚度后,再手工用橡胶锟按压,然后固化成型。为改进手糊成型而创造的一种半机械化成型工艺,在工作效率方面有一定程度的提高,用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。

  3.层压成型:

  将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化,这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流变性能,进行改进与完善。层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材。具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点,但是设备一次性投资大。


  4.缠绕成型:

  将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上,然后固化、脱模成为复合材料制品的工艺。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。

  5.拉挤成型:

  将浸渍树脂胶液的连续碳纤维丝束、带或布等,在牵引力的作用下,通过挤压模具成型、固化,连续不断地生产长度不限的型材。拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺,其优点是生产过程可完全实现自动化控制,生产效率高。拉挤成型制品中纤维质量分数可高达80%,浸胶在张力下进行,能充分发挥增强材料的作用,产品强度高,其制成品纵、横向强度可任意调整,可以满足制品的不同力学性能要求。该工艺适合于生产各种截面形状的型材,如工字型、角型、槽型、异型截面管材以及上述截面构成的组合截面型材。

  6.液态成型:

  将液态单体合成为高分子聚合物,再从聚合物固化反应为复合材料的过程改为直接在模具中同时一次完成,既减少了工艺过程中的能量消耗,又缩短了模塑周期(只需约2分钟便可完成一件制品)。但这种工艺的应用,必须以精确的管道输送和计量以及温度压力自动控制为基础,属于高分子材料和近代高新科学技术的交叉范畴,目前的应用还不是很广。


  7.真空热压罐:

  将单层预浸料按预定方向铺叠成的复合材料坯料放在热压罐内,在一定温度和压力下完成固化过程。热压罐是一种能承受和调控一定温度、压力范围的专用压力容器。坯料被铺放在附有脱模剂的模具表面,然后依次用多孔防粘布(膜)、吸胶毡、透气毡覆盖,并密封于真空袋内,再放入热压罐中。加温固化前先将袋抽真空,除去空气和挥发物,然后按不同树脂的固化制度升温、加压、固化。固化制度的制定与执行是保证热压罐成型制件质量的关键。该种成型工艺适用于制造飞机舱门、整流罩、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等产品。

  8.真空导入:

  简称VIP,在模具上铺“干”碳纤维复合材料,然后铺真空袋,并抽出体系中的真空,在模具腔中形成一个负压,利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中,让树脂浸润增强材料,最后充满整个模具,制品固化后,揭去真空袋材料,从模具上得到所需的制品。该工艺在1950年就出现了专利记录,但在近几年才得到发展。在真空环境下树脂浸润碳纤,制品中产生的气泡极少,制品的强度更高、质量更轻,产品质量比较稳定,而且降低了树脂的损耗,仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品,能较好地控制产品厚度。一般应用于船艇工业中的方向舵、雷达屏蔽罩,风电能源中的叶片、机舱罩,汽车工业中的各类车顶、挡风板、车厢等。

  总结:随着碳纤维复合材料应用的深入和发展,碳纤维复合材料的成型方式也在不断地以新的形式出现,但是碳纤维复合材料的诸种成型工艺并非按照更新淘汰的方式存在的,在实际应用中,往往是多种工艺并存,实现不同条件、不同情况下的最好效应。同时碳纤维重量比铝轻,强度却高于钢,又有耐腐蚀、耐高温、模量高等优点,被称为“新兴材料之王”。碳纤维的产品在很多领域都有应用。希望以上的这些知识能够帮到大家,祝大家生活愉快。


土巴兔在线免费为大家提供“各家装修报价、1-4家本地装修公司、3套装修设计方案”,还有装修避坑攻略!点击此链接:【https://www.to8to.com/yezhu/zxbj-cszy.php?to8to_from=seo_zhidao_m_jiare&wb】,就能免费领取哦~



碳纤维是什么材料?碳纤维制作工艺要点?
答:4、在预氧化过程中,保证均质化的前提下,尽可能缩短预氧化时间。这是降低生产成本的方向性课题。以上介绍了有关于碳纤维是什么材料?碳纤维制作工艺要点?面对这样的问题,我们一般要注意的是在选择上有一定的技巧和方法。再者我们在购买时,一定要看清一些产品的防伪标志,不要被一些无良的售卖者所欺骗,引起没...

复合材料成型工艺有哪些
答:1. 手糊成型工艺:采用湿法铺层成型法,操作简便,适用于小批量生产。2. 喷射成型工艺:通过高压喷射树脂混合物,快速覆盖纤维增强材料,适用于复杂形状的部件生产。3. 树脂传递模塑成型技术(RTM技术):通过计算机控制,将树脂精确注入模具,适用于生产高质量的复合材料制品。4. 袋压法(压力袋法)成型...

碳纤维的制备方式
答:从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化,碳化收率低,技术难度大、设备复杂,产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用;由沥青制取碳纤维,原料来源丰富,碳化收率高,但因原料调制复杂、产品性能较低,亦未得到大规模发展;由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维,其生产工艺较其它方法简单力...

纤维复合材料中的纤维制取方法主要有哪4种
答:纤维复合材料成型工艺主要有:手糊成型、模压成型、喷射成型、缠绕成型、拉挤成型、真空导入成型、RTM成型、热压罐成型等等。纤维复合材料中的纤维制取方法主要有4种:1.熔体抽丝法 2.热分解法 3.拔丝法 4.气相沉积法。在纤维复合材料众多的成型工艺中,您知道哪种生产工艺,纤维含量可以达到80%?博皓...

碳纤维复合材料加工特性表现为?
答:基体的剪切、纤维的断裂,及切削刃与切屑和己加工表面之间的摩擦都会伴随切削热的产生,而碳纤维增强复合材料的导热性差,切削热主要集中在刀具切削刃附近,烧蚀刀具表层材料,降低刀具的切削性能,因而对刀具的切削性能要求很高。2、碳纤维增强复合材料产生分层、撕裂、毛边等缺陷 碳纤维增强复合材料的层间...

复合材料成型三要素?
答:纤维:纤维是复合材料的主要承力部分,决定了复合材料的强度、刚度和耐疲劳性。纤维的种类繁多,常用的纤维有碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、凯夫拉纤维等。基体:基体是纤维之间的粘结剂,起到传递应力、保护纤维的作用。基体的种类也繁多,常用的基体有环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂等。成型工...

汽车碳纤维的低成本应用技术
答:与常规湿发压缩成型(WCM)相比,该工艺的主要优点之一是可以减少层压板层间缝隙,复合材料孔隙率低于1%,性能可媲美高压的RTM工艺,且高达66%纤维体积含量(FVC)的复合材料可以在没有特殊处理的条件来实现。碳纤维复合材料的回收与再利用是降低碳纤维使用成本,提升其经济附加值的一种有效方法。目前,...

碳碳复合材料的应用及价格介绍
答:牌号是嘉益科技的碳碳复合材料的规格在0.01mm-0.8mm(目),有普通、高功率、高强、细结构、高纯等石墨可选,其售价在每吨15000元。碳碳复合材料的制备工艺 一般而言,碳碳复合材料的制备方法主要有三个过程,即预制体成型、致密化处理、最终高温热处理。在预制体成型前,要根据实际情况来选择纤维种类和...

碳纤维制品是什么?碳纤维制品的定义
答:碳纤维制品,就是指以碳纤维预浸布为原材料,通过不同的加工方法,加工成为能够满足使用要求的材料制品。由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。

桥梁加固中碳纤维复合材料的应用?
答:2.1加固用碳纤维的力学性能指标碳纤维片材的主要力学性能指标可参照现行国家标准《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB/T3354测定,主要力学性能指标应满足下表的要求:表2.2碳纤维片材主要力学性能指标尽管纤维的种类和成型工艺不同,所有纤维复合材料的应力一应变关系是相同的:受拉时弹性上升直至脆裂,这个是CFRP材料的一...