碳纤维复合材料成型方法及工艺

如题所述

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。以下是对适用于碳纤维复合材料的成型工艺及其应用的简要概述,希望能够为大家提供帮助。
一、碳纤维复合材料的成型方法
1、模压法:这种方法是将预浸树脂的碳纤维材料放入金属模具中,加压使多余的胶液溢出,然后高温固化成型,最后脱膜得到成品。这种方法最适合用于制作汽车零件。
2、手糊压层法:将浸过胶的碳纤维片剪裁叠层,或一边刷上树脂后热压成型。这种方法可以自由选择纤维的方向、大小和厚度,被广泛使用。需要注意的是,铺层后的形状要小于模具的缺省形状,以防止纤维在模具内受压时挠曲。
3、真空袋热压法:在模具上叠层,并覆上耐热薄膜,利用柔软的口袋向叠层施加压力,并在热压罐中固化。
4、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。
5、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。这种工艺在许多领域广泛应用,如石油化工容器、贮槽、汽车壳体等。
2. 喷射成型: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。
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。这种工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材。
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。
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。
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。
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。
8. 真空导入: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,使树脂浸润增强材料,充满整个模具,固化后得到所需的制品。
总结:随着碳纤维复合材料应用的深入和发展,成型方式也在不断出现新的形式。在实际应用中,多种工艺并存,实现不同条件、不同情况下的最佳效果。碳纤维复合材料因其轻质、高强度等优点,在多个领域得到广泛应用。希望以上的知识能为大家提供帮助。
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