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碳纖維複合材料成型的工藝


  複合(hé)材料加(jiā)工工藝是(shì)在同一基礎上根據不同材料的特性及應用目的而不斷衍生(shēng)發展的(de)。碳纖維複合材料在發揮(huī)質輕、強度大的基礎上,也會根據應用對(duì)象(xiàng)的差異而采用不同的成型工藝,從(cóng)而盡可能(néng)地發揮出碳纖維所具有的特殊(shū)性能。下文就針對適用於碳纖(xiān)維複合材料的成(chéng)型(xíng)工藝及其應(yīng)用進行簡(jiǎn)要的論述。
  1、手糊成型:
  在模具(jù)工作麵上塗敷脫模劑、膠衣,將剪裁(cái)好的碳纖維預浸布鋪(pù)設到模具工作麵上,刷塗或噴塗樹脂(zhī)體係膠液,達到需要(yào)的厚度後,成型固化、脫(tuō)模。在製備技術高度發達的今(jīn)天,手(shǒu)糊(hú)工藝仍以工藝簡便、投資低廉、適用(yòng)麵廣等優勢(shì)在石油化工容器、貯槽、汽車殼體等許多領域廣泛(fàn)應用。其缺點(diǎn)是質地疏鬆、密度低,製品強度不高,而且主要依賴於人工,質量不穩定,生產效率很(hěn)低。
  2、層壓成型:
  將逐層鋪疊的預浸料放置於上下平板模之間加壓加溫固化,這種工藝(yì)可以直接繼承木膠合板的(de)生產(chǎn)方法和設備,並根據樹脂的流變性(xìng)能,進行改進與完善。層壓成(chéng)型工藝主要用來生(shēng)產各種規格、不同用途的複合材料板材。具有機(jī)械(xiè)化和自動化(huà)程度高、產品質(zhì)量穩定等特(tè)點,但是設備一次性投資大。
  3、噴射成型:
  屬於(yú)手糊工藝低壓成型中的一(yī)類(lèi),使用短(duǎn)切纖維和樹脂經過噴槍混(hún)合後,壓縮空氣噴灑在模具上,達到預定厚度後,再手工(gōng)用橡膠錕(kūn)按壓(yā),然後固化成型。為改進手糊成型而創造的(de)一種半機械化(huà)成型工藝,在工作效率方麵有一定程(chéng)度的提高(gāo),用以製造汽(qì)車車身(shēn)、船身、浴缸、儲罐的過渡層。
  4、纏繞成型:
  將經過樹脂膠液浸漬的連(lián)續纖維(wéi)或布帶按一定規律纏繞到芯模上,然後固化、脫模成為複合材料製品的(de)工藝。碳纖(xiān)維纏繞成(chéng)型可充分發揮其(qí)高比(bǐ)強度、高比模量以及低密度的特點,可用於製造圓柱體、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形碳纖維製品。
  5、拉擠成型:
  將浸漬樹(shù)脂膠液的連續碳(tàn)纖維絲束、帶或布等,在牽引力的(de)作用下(xià),通過擠壓模具成型、固(gù)化,連(lián)續不斷地生產長度不(bú)限(xiàn)的型材。拉擠成(chéng)型是(shì)複合材料成型(xíng)工藝中的(de)一(yī)種特殊工(gōng)藝,其優點是生產過程可完全實現自(zì)動化控(kòng)製,生產效率(lǜ)高。拉擠成型製品中纖維(wéi)質量分數可高達(dá)80%,浸膠(jiāo)在張力下進行,能充分發揮增強材料的作用,產品強度高,其製成品縱、橫向強度可任意調整,可以滿足製品的不同力學性能要求。該工藝適合(hé)於生產各種(zhǒng)截麵形狀的型(xíng)材,如工字型、角型、槽型、異型截麵管材以及上述(shù)截麵構成的組合截麵型材。
  6、液態成(chéng)型:
  將液態單體合成為高分子聚合物(wù),再從聚合物固化反應為複合材料的過程(chéng)改為直接(jiē)在模具中同時一次完成,既減少了工藝過程(chéng)中的能量消耗,又縮短了模塑周期(隻需約2分鍾便可完成一件製品)。但這種工藝的(de)應用,必須以(yǐ)精(jīng)確的管道輸送和計(jì)量以及溫度壓力自動控製為基礎(chǔ),屬於(yú)高分子材料和近代高新科學技(jì)術的交叉範疇,目前的應用還不是很廣。
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