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碳纤维-般是以其高分子材料的方式获得运用 ,在航空航天、汽车产业、城市轨道等行业都可以看到碳纤维的踪迹,我们大家来了解一下碳纤维普遍的三种成型方式。
真空泵热压罐成型:将碳纤维预浸料迎合于磨具的表层,总体装进真空包装袋,抽至真空泵情况。在置放在热压罐中,应用机械泵空
包装。历经段时间的真空泵加温促使环氧树脂干固,获得碳纤维I艺品毛胚。热压罐成型的优势是产品成本相对性较低,合适生产制
造壳体、克样子工艺品。
化学纤维盘绕成型将碳纤维预浸料依照一定规律性盘绕到空心楼盖上,经一段时间高溫干固成型 ,抽芯就可以得到碳纤维管控商品,
比较便捷。
高溫压模成型:将碳纤维预浸料放置左右模中间,锁模将磨具放置液压机成型台子上,历经-段时间的超高压促使环氧树脂干固后 ,就
可以得到碳纤维I艺品,压模成型的优势是高分子材料中碳纤维成分高,未被环氧树脂侵润的谈下为很少,艺品表层光洁、整平、抗
压强度高,也是运用更为普遍的-种成型工艺。
由于碳纤维热塑板的优势明显, 现在很多产品已经逐步使用碳纤维热塑板。碳纤维热塑板成型温度高,成型难度大,且对模具要求高。下面介绍一下碳纤维热塑板的注塑成型工艺。
注塑成型又称注射成型,是一 种注塑兼模塑的成型方法,通用的注塑方法是将聚合物粒料放入注塑机的料筒内,在加热、压缩、剪切、混合和输送等工序的联合作用下,使物料混合更加均匀并在高温下熔融,即塑化过程,然后高温的塑胶熔体在柱塞或螺杆运动所提供的压力下,通过料筒前面的喷嘴和模具的浇道系统射入预先闭合好的低温模腔中,冷却固化之后研模,通过顶杆定出制品,这样就得到所需的外形和精度塑料制品,注射成型适应性强、周期短、产率高、易于自动化控制,生产外形复杂、尺寸、带嵌件塑料制品的重要的加工方法,注塑成型普通适用于几乎所有的热塑性塑料,注塑制品产量约为塑料制品总量的30%。近年来,注射成型技术朝着超级小、超精密注射,复合共注射成型,低压、高速注射成型,计算机技术支持,省人化、无人化、节能等方向发展。了解熔体的流动行为等相关特性,对于设计整个注塑工艺意义重大,这是因为充填速度、充填压力以及熔体温度对熔体的流动行为和填充特性具有极大的影响,注射工艺过程总体分为塑化计量、注射充模和冷却定型三个阶段,注塑成型过程具有循环性、周期性等特点,在注塑成型的每个周期内要完成模具关闭、熔体填充、保压、冷却、开模、顶出制品等操作,但是对于制品的顺利成型影响大的三个关键工份别是熔体填充、保压和冷却。
在碳纤维制品里碳纤维板看起来加工简单容易,其实板和工业用板品质、外观和尺寸都要求是非常严格的,所以还需要切削加工才能达到要求。由于碳纤维强度很高,属难加工材料,在切削加工的过程中,很容易出现刀具磨损快、刀具耐用度低,甚至加工过程中碳纤维板易产生分层、撕裂、毛刺、拉丝、崩块等缺陷,尺寸控制比较困难,加工时刀具温度很高,会极易产热堵塞,从而导致碳纤维板基体表面产生碳化现象,影响表面质量。因此选择合适的切削刀具以及加工的切削参数,对提高碳纤维板加工、刀具耐用度和切削加工质量具有重要的意义。
车削:
车削建议选用人造金刚石聚晶刀具,要保证碳纤维板表面加工质量,除选择合适的刀具和参数外,还应选择合理的切削用量，切削用量的大小是影响切削力的重要因素。
铣削:
铣削是碳纤维板加工的一种主要手段,一般来说 ,对碳纤维层板加工一一个延伸到板边缘的切削表面时,应先铣削层板边缘,以防止分层,推荐采用锋利的四槽端面铣刀,以提高切削效率和降低切削力,从而减少分层的可能性,铣削时尽量避免槽向进给,只有在背部有足够的支撑时才可使用横向进给。
磨削:
为了避免切削难的问题,往往采用磨削或特种加工,但是磨削效率低,进给量一般在0.02 ~ 0.10mmm之间,金刚石砂轮适合于碳纤维复合材料的磨削加工,但易粘刀引起堵塞,建议采用粒度为60 ~ 80的金刚石砂轮作为磨削工具。
碳纤维缠绕是一种复合材料连续成型方法,基本方法是将浸过树脂胶液的连续纤维或布带,按照一定规律缠绕到芯模上 ,然后固化脱模成复合材料制品。这种方法主要用来制造圆形管道、压力罐、贮存罐等旋转对称形状的产品。其特点是成型过程连续，一次性完成;制品形状和尺寸都能得到保证,在直径方向的强度高。但需要专门的缠绕机器和辅助设备,生产成本较高。所以根据碳纤维缠绕成型时树脂基本的物理化学状态不同,分为湿法缠绕、干法缠绕和半干法缠绕三种。
一、湿法缠绕
湿法缠绕是将纤维集束(纱式带)浸胶后,在张力控制下直接缠绕到芯模上。湿法缠绕的优点如下。
a .产品气密性好,因为缠绕张力使多余的树脂胶液将气泡挤出,并填满空隙;
b .成本比干法缠绕低40% ;
C .湿法缠绕时,纤维上的树脂胶液,可减少纤维磨损;
d .纤维排列平行度好;
e .产(达200m/min )。
二、干法缠绕
干法缠绕是采用经过预浸胶处理的预浸纱或带,在缠绕机上经加热软化至黏流态后缠绕到芯模上。由于预浸纱(或带)是生产的,能严格控制树脂含量(到2%以内)和预浸纱质量。因此,干法缠绕能够准确地控制产品质量。干法缠绕工艺的大特点是自动化程序高,生产，缠绕速度可达100-200m/min ,缠绕机清洁,劳动卫生条件好,产品质量高。其缺点是缠绕设备贵,需要增加预浸纱制造设备,投资较大。 此外,干法缠绕制品的层间剪切强度较低。
三、半干法缠绕
半干法缠绕是纤维浸胶后,到缠绕至芯模的途中,增加一套烘干设备,将浸胶纱中的溶剂除去,与干法相比,省却了预浸胶工序和设备;与湿法相比,可使制品中的气泡含量降低。
以上三种缠绕成型中,以湿法缠绕应用为普遍;干法缠绕仅用于高精度的航空航天的技术领域。
