一文簡要了解如何計算碳纖維復合材料中所需的樹脂基體使用量
當我們進行碳纖維樹脂基復合材料加工時,經(jīng)常遇到一個問題,比如需要使用多少量的樹脂,本文主要針對該問題為大家釋疑解惑。
對于一個目標項目和所需的碳纖維復合材料種類而言,在對樹脂使用量進行評估時,該項目的設計方案和目標部件對于所需要材料的數(shù)量比較重要。

對零件進行修復、蒙皮或制造時所需的估計和測量,可以利用將鋪層表面積來計算所需要的織物數(shù)量。例如,每層材料大概有2平方英尺的表面積,共計需要3層。每種織物都有與之相關(guān)的密度。
這主要是由織物表面積的重量(克或盎司)計算出來的,通常以平方米或平方英尺為單位。采用碳纖維織物,例如規(guī)格為平紋織物6K,其密度為370gsm(克/平方米)。通過轉(zhuǎn)換為gsf(克每平方英尺),它等于每平方英尺34.37克。具體計算過程如下:
CF織物密度:370gsm;而1克/平方米=(0.092903)克/平方英尺
所以:370*0.093=34.37克每平方英尺(CF織物密度)
已知每個部件需要3層面積為2平方英尺的織物,用34.37gsm乘以2平方英尺再乘以3層,則所需的纖維總重量的206.22克。具體計算過程如下:
3層*2平方英尺=6平方英尺(制造用總材料面積)
6平方英尺2*34.37克每平方英尺(CF纖維密度)=206.22克

對于手工鋪層而言,纖維/樹脂比例通常為50%。精確一點來講也就是使用207克纖維和207克樹脂混合??紤]到目標產(chǎn)品的特殊需求,有時候在纖維與樹脂的比例會有所調(diào)整,比如:
示例1:50/50纖維/樹脂比:207克纖維和207克樹脂
示例2:40/60纖維/樹脂比值:(207克纖維*60%)/40%=310.5克樹脂
示例3:60/40纖維/樹脂比值:(207克纖維*40%)/60%=138.0克樹脂
為了進一步詳細評估環(huán)氧樹脂基體的使用量,一般而言較重的環(huán)氧樹脂密度約為1.4g/cm3,可轉(zhuǎn)化為0.04734g/oz(克/盎司)。不同的樹脂密度不同,許多制造商的規(guī)格應該提供一個很好的計算思路。使用上例1,需要207克樹脂,207克乘以04734克/盎司也就意味著在纖維與樹脂混合比例為50%中所需的樹脂重量約等于9.8盎司。具體計算過程如下:
給定環(huán)氧樹脂密度:1.4g/cm3
轉(zhuǎn)換系數(shù):1g/cm3=29.5735克/美國液體盎司
1.4 / 29.5735 = 0.04734 g/oz
當纖維與樹脂含量比為50%所需樹脂:0.04734g/oz*207g=9.8盎司的混合樹脂
當估計所需的樹脂量時,往往樹脂含量越多越好,因為在加工過程中會出現(xiàn)不可避免的損失。
來源:碳纖維及其復合材料技術(shù)
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