一、碳纖維制品成型工藝有哪些
碳纖維制品是使用碳纖維材料或(huo)碳(tan)纖(xian)(xian)維復(fu)合材料制成的物品,需要利用(yong)成型(xing)(xing)工(gong)藝來進(jin)(jin)行加工(gong),隨著碳(tan)纖(xian)(xian)維技術的發(fa)展,碳(tan)纖(xian)(xian)維成型(xing)(xing)工(gong)藝也在不(bu)斷進(jin)(jin)步(bu),常(chang)用(yong)的碳(tan)纖(xian)(xian)維制品成型(xing)(xing)工(gong)藝主要有(you):
1、噴射成型
屬于手(shou)糊工藝低壓成型中的一(yi)類,使用短切纖維(wei)和(he)樹脂經過噴槍(qiang)混(hun)合后(hou),壓縮(suo)空(kong)氣噴灑在(zai)模具上,達到預定(ding)(ding)厚度(du)后(hou),再手(shou)工用橡(xiang)膠錕按壓,然后(hou)固化成型。這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)半機械(xie)化成型工藝,在(zai)工作(zuo)效率方(fang)面有一(yi)定(ding)(ding)程度(du)的提高,但依(yi)然滿足不了大批量生產。
2、纏繞成型
將經過(guo)樹脂膠(jiao)液浸漬的連續纖(xian)維或布帶(dai)按一定規律纏(chan)繞到(dao)芯模(mo)上(shang),然后固化、脫(tuo)模(mo)成(cheng)(cheng)為復合材料制(zhi)品(pin)(pin)的工藝。碳纖(xian)維纏(chan)繞成(cheng)(cheng)型可(ke)充分發(fa)揮其高比強度、高比模(mo)量以及低密度的特點,制(zhi)品(pin)(pin)結(jie)構單一,可(ke)用(yong)于制(zhi)造圓柱體、球體及某些正曲率回轉體或筒形碳纖(xian)維制(zhi)品(pin)(pin)。
3、液態成型
將液態(tai)單體合(he)成(cheng)為高分子(zi)聚合(he)物(wu),再從聚合(he)物(wu)固化反應(ying)為復合(he)材(cai)料的(de)(de)過程(cheng)改為直接(jie)在模(mo)具(ju)中同時一次完成(cheng),既減少(shao)了工藝過程(cheng)中的(de)(de)能(neng)量消耗,又縮短了模(mo)塑周期,但這種(zhong)工藝的(de)(de)應(ying)用,必(bi)須以(yi)精確的(de)(de)管(guan)道(dao)輸送和計量以(yi)及(ji)溫度壓力(li)自(zi)動(dong)控制為基礎,因此(ci)應(ying)用不是很(hen)廣。液態(tai)成(cheng)型(xing)主要包括樹脂轉移模(mo)塑成(cheng)形、樹脂膜滲透成(cheng)型(xing)和真空(kong)輔助成(cheng)型(xing)三(san)種(zhong)。
4、模壓成型
將碳纖維預浸料(liao)置于上(shang)下模之間(jian),合模將模具(ju)置于液壓成型臺(tai)上(shang),經過一定(ding)時間(jian)的高(gao)溫(wen)高(gao)壓使樹(shu)脂固化后,取下碳纖維制品。這種成型技術(shu)具(ju)有(you)高(gao)效、制件(jian)質量好、尺寸精度高(gao)、受環境影響(xiang)小(xiao)等優點,適用于批(pi)量化、強(qiang)度高(gao)的復(fu)合材料(liao)制件(jian)的成型。
5、注塑成型
這是一種新型技術,工藝流程短,并且(qie)更好(hao)地保留了纖維長度,達到節能高效生產的(de)目的(de),主要適用于(yu)汽車(che)輕量化領(ling)域。
6、手糊成型-濕法鋪層成型
在模具工作面上涂(tu)敷脫模劑、膠(jiao)衣,將剪裁好的碳纖維(wei)預(yu)浸布(bu)鋪設到(dao)模具工作面上,刷涂(tu)或噴涂(tu)樹(shu)脂體系膠(jiao)液(ye),達到(dao)需要的厚度(du)后,成型固化、脫模。
7、真空熱壓罐成型
將(jiang)單層(ceng)預浸(jin)料(liao)按預定方(fang)向鋪疊成的復合材料(liao)坯(pi)料(liao)放在(zai)熱壓罐內,在(zai)一定溫度(du)和壓力(li)下(xia)完成固化過(guo)程。
8、真空導入成型
在模(mo)(mo)具上鋪“干”碳纖維復(fu)合材(cai)料,然后(hou)鋪真空(kong)袋(dai),并抽出體系中(zhong)(zhong)的(de)真空(kong),在模(mo)(mo)具腔中(zhong)(zhong)形成一個負壓,利用真空(kong)產生的(de)壓力把(ba)不飽和樹脂(zhi)通過預鋪的(de)管(guan)路壓入纖維層中(zhong)(zhong),讓樹脂(zhi)浸潤增強材(cai)料,最后(hou)充滿整個模(mo)(mo)具,制品固(gu)化后(hou),揭(jie)去真空(kong)袋(dai)材(cai)料,從(cong)模(mo)(mo)具上得到所需(xu)的(de)制品。
9、層壓成型
將(jiang)逐層鋪疊的預(yu)浸料放(fang)置于上下(xia)平板模之間加壓(ya)加溫固(gu)化,這種工藝可以直接繼承木膠合板的生(sheng)產方法(fa)和設備(bei),并根據樹脂的流變性(xing)能,進行改進與完(wan)善(shan),適用于制作碳纖維板。
10、拉擠成型
將(jiang)浸漬樹脂(zhi)膠液的(de)連續碳纖(xian)維絲束、帶或布等,在牽引(yin)力的(de)作用下,通過擠壓模(mo)具成(cheng)(cheng)型、固化,連續不斷(duan)地生產長度(du)不限的(de)型材。拉擠成(cheng)(cheng)型是(shi)復合材料成(cheng)(cheng)型工藝中(zhong)的(de)一種特(te)殊工藝,其優點是(shi)生產過程可完全(quan)實現(xian)自動化控(kong)制,生產效率高(gao)。
二、碳纖維濕法成型和干法成型的區別是什么
碳纖維制品加工成(cheng)型的(de)方法眾多,大致可分為(wei)濕法成(cheng)型和(he)干(gan)法成(cheng)型兩種,兩種工藝生產的(de)產品性能上有明(ming)顯的(de)區(qu)別:
1、濕法工(gong)藝(yi)在(zai)(zai)加工(gong)過程中(zhong)容(rong)易(yi)(yi)出(chu)現(xian)變形且截斷部位容(rong)易(yi)(yi)出(chu)現(xian)脫絲(si),樹脂和纖維的結合性較差(cha),因與空氣(qi)接(jie)觸,容(rong)易(yi)(yi)出(chu)現(xian)氧化變色。干法預浸(jin)料工(gong)藝(yi)則不會出(chu)現(xian)上述情況,但是在(zai)(zai)紫外(wai)線照射(she)下(xia)容(rong)易(yi)(yi)性能(neng)退化。
2、干法工藝做出的碳纖維制品硬度好,容(rong)易進行CNC加(jia)工(gong),但(dan)是生產(chan)周期長不容(rong)易批量生產(chan),制作成本(ben)高昂;濕法成型(xing)制品成本(ben)較低(di),生產(chan)工(gong)藝相對簡單,工(gong)藝的(de)生產(chan)工(gong)作效(xiao)率(lv)較高。
在(zai)碳纖維的(de)生產制作中,干法成型主要在(zai)高精度,高品(pin)質要求的(de)情況下使用,濕法成型主要在(zai)外(wai)觀件、批量生產的(de)時候使用。