八種常見(jiàn)的高性能碳纖維成型方法 復(fù)材云集|復(fù)合材料
來(lái)講,碳纖維很少單獨(dú)使用,一般是通過(guò)與樹(shù)脂等基體復(fù)合后以復(fù)合材料的形式進(jìn)行使用。根據(jù)最終產(chǎn)品的形狀和特性,會(huì)有各種各樣的成型加工方法。
除此以外,為了改善物理性能和外觀結(jié)構(gòu),并縮短成型時(shí)間等,碳纖維復(fù)合材料的成型方法也正在不斷改進(jìn)。在本文中,主要介紹了八種代表性的碳纖維成型方法。
01、拉擠成型
英文名稱“Pultrusion”,作為一種連續(xù)成型方法,它是將浸漬有液態(tài)樹(shù)脂的碳纖維引入和穿過(guò)模具,并通過(guò)模具進(jìn)行熱固化。它適用于桿狀、管狀等具有一定橫截面形狀的成型產(chǎn)品。

02、長(zhǎng)絲纏繞成型
英文名稱“Filament-winding Molding”,這是一種將浸漬有液態(tài)樹(shù)脂的碳纖維絲束纏繞在芯軸上,然后加熱固化的成型方法。

03、RTM成型
英文名稱“Resin Transfer Molding”(簡(jiǎn)寫(xiě)RTM),在該方法中,將碳纖維預(yù)成型件(將碳纖維預(yù)成型為產(chǎn)品形狀的產(chǎn)品、織物等)放置在一對(duì)陽(yáng)模和陰模密封模具中,然后將液態(tài)樹(shù)脂進(jìn)行壓充、浸漬和熱固化。

僅使用陰模在真空壓力下固化的方法被稱為真空輔助RTM(vacuum-assisted RTM,VaRTM)。RTM適合中小型產(chǎn)品,而VaRTM適合中型和大型成型品。
04、沖壓成型
英文名稱“Press Molding”,這是一種將預(yù)浸料或SMC等浸漬樹(shù)脂的片狀材料層疊在模具上,并且一邊施加壓力、一邊加熱固化的方法。

日本三菱化學(xué)已經(jīng)建立了基于高循環(huán)和預(yù)成型技術(shù)的預(yù)浸料壓縮成型(prepreg compression molding,PCM)方法,并且也可以與SMC材料進(jìn)行混合成型。這種成型方法適用于大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)。
05、熱壓罐成型
英文名稱“Autoclave Molding”(簡(jiǎn)寫(xiě)ACM),簡(jiǎn)單地講,熱壓罐就是一個(gè)高壓鍋。它通過(guò)將預(yù)浸料層疊到成型模具上,覆蓋上膨脹薄膜(用于制造真空狀態(tài)的薄膜),進(jìn)行減壓,然后在熱壓罐中加壓加熱固化。

06、烘箱成型
英文名稱“Oven Molding”,與熱壓罐成型一樣,該方法也是通過(guò)在成型模上層疊預(yù)浸料,蓋上膨脹薄膜進(jìn)行減壓,但熱固化是在真空中進(jìn)行的。

盡管在性能和質(zhì)量方面稍遜于熱壓罐成型,但這種成型方法操作成本低廉,可用于相對(duì)較大產(chǎn)品的成型加工。
07、卷繞成型
英文名稱“Sheet-wrap?Molding”,它是將預(yù)浸料纏繞在芯軸(鐵芯)上,待熱固化后再取出芯軸。

該方法適用于生產(chǎn)管狀和輥狀中小型產(chǎn)品的加工,比如一些高爾夫球桿和其他類型桿主要通過(guò)該方法生產(chǎn),利用該方法有時(shí)也可以加工錐形產(chǎn)品。
08、注射成型
英文名稱“Injection Molding”,也稱為注塑成型,它通過(guò)將碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂(如尼龍、聚碳酸酯)顆粒加熱熔融,然后注射到模具空腔(空隙)。

雖然機(jī)械性能并不優(yōu)異,但這種成型方法適用于短周期、復(fù)雜形狀產(chǎn)品的成型。(來(lái)源:碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)、日本三菱)
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