|
碳纤维复合材料成型工艺概述 纤维增强树脂基复合材料始于20世纪30年代，发展至今不到百年历史，但是复合材料的加工工艺却有着20余种。虽然工艺种类较多，但都是在同一基础上根据不同的材料特点和使用要求不断衍生出来的。碳纤维具备质量轻、强度大的特点，技术人员需要根据不同应用场景下碳纤维复合材料的使用要求来选择不同的成型工艺，在发挥材料性能优势的基础上综合考虑生产成本来选择成型加工工艺。下文我们就简要介绍几种常用的碳纤维复合材料成型工艺： 01 手糊成型 在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣，将剪裁好的碳纤维布（或毡）铺设到模具工作面上，再刷涂树脂，用刷子、压辊或刮刀压挤使其均匀浸胶排除气泡，然后再铺放下一层纤维布（或毡）并涂刷树脂，如此反复到需要的厚度后，成型固化、脱模。手糊工艺简便、投资低廉、适用面广，在石油化工容器、贮槽、壳体等许多领域广泛应用。  手糊成型工艺流程图  手糊成型工艺示意图 喷射成型 利用短切纤维和树脂混合，在喷枪中利用压缩空气将纤维和树脂均匀喷洒在模具表面上，达到所需厚度后，利用橡胶辊来回压平，最后固化成型。喷射成型为改进手糊成型工艺而创造的一种半机械化成型工艺，在生产效率方面有一定的提高，多用来制造船身、浴缸、储罐的过渡层等。  喷射成型流程图 喷射成型示意图 03 模压成型 将材料置于上下模之间，在液压机的压力和温度作用下使材料充满模具型腔并排出残留的空气，经过一定时间的高温高压使树脂固化后，脱模即可得到碳纤维制品。模压工艺是应用性很强的一种碳纤维成型工艺，在工业的承力结构件制造方面有不可取代的地位。模压工艺细分可分为预浸料模压、SMC模压、湿法模压等。  模压工艺流程图  模压工艺示意图 04 缠绕成型 将连续的纤维丝或布带经过树脂槽浸润之后挤去多余树脂，然后按照预先设计好的排布规律缠绕到芯模上，缠绕到设计厚度之后，进行固化、脱模成为复合材料制品。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。  缠绕成型工艺流程图  缠绕成型工艺示意图 05 树脂传递模塑成型 树脂传递模塑成型是低粘度树脂在闭合模具中流动、浸润增强材料并固化成形的一种工艺技术，属于复合材料的液体成形或结构液体成形技术范畴。其具体方法是在设计好的模具中，预先放入经合理设计、剪裁或经机械化预成形的增强材料，模具需有周边密封和紧固，并保证树脂流动顺畅；闭模后注入定量树脂，待树脂固化后即可脱模得到所期望产品。HP-RTM、VARTM、L-RTM、等均属于该工艺改进成型方法。  树脂传递模塑成型工艺流程图  树脂传递模塑成型工艺示意图 06 拉挤成型 拉挤成型是将浸渍过树脂胶液的碳纤维丝束、带或布等原材料，在牵引力的牵引下，通过挤压模具加热成型、固化，连续不断地生产截面规格相同、长度不同的碳纤维型材。复合材料拉挤成型工艺是成型工艺中的一种特殊工艺，其显著特点是可完全实现生产过程的自动化，生产效率高，具备批量化生产的能力。拉挤成型制品强度高，其制成品横、纵向强度可任意调整，可满足碳纤维复合材料制品的不同力学性要求。此种成型工艺适合于生产各种截面形状的型材，如工字型、角型、槽型、异型等截面管材以及通过上述截面构成的组合截面型材等。  拉挤成型工艺示意图  拉挤成型工艺的典型产品 07 热压罐成型 将预浸料按预设方向铺叠成的预成型体在封装之后放入热压罐内，在一定预设温度和压力下完成固化。热压罐是一种能够承受和调整一定范围内温度、压力的专用容器。预浸料铺放在涂有脱模剂的模具表面，然后再依次用脱模布、吸胶毡、隔离膜、透气毡完全覆盖，并密封在真空袋内，经过抽真空检验密封性之后，再放入热压罐内。在放入热压罐加温固化之前需要抽真空，然后在热压罐高温、加压的作用下固化成型。固化工艺参数的制定与执行是保证热压罐成型复合材料产品质量的关键。此种工艺适用于制造对力学性能要求较高的承力结构件，如整流罩、飞机舱门、机载雷达罩，支架、机翼、尾翼等产品。 热压罐成型工艺流程图 热压罐成型真空袋封装示意图 热压罐成型工艺示意图 以上只是简单的介绍了一些常用的碳纤维复合材料成型工艺原理，碳纤维复合材料的成型用到的工艺还有很多种，比如：真空袋压成型工艺、夹层结构成型工艺、层压成型工艺、卷管成型工艺、热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺等。每一种成型工艺都有这自身的特点和优势，工程技术人员应该针对不同产品选择合适的工艺技术路线，力求做到成本和性能要求的最高性价比。 苏州华特时代碳纤维有限公司专业从事于碳纤维复合材料零部件的设计、研发、生产、销售、技术服务的专业公司，拥有经验丰富的设计和工艺技术团队，旨在为客户提供最优质的碳纤维复合材料产品及最具性价比的碳纤维复合材料解决方案。 来源：华特碳纤维 |
|
|
