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碳纖維復(fù)合材料制成的物品,需要利用成型工藝來(lái)進(jìn)行加工,隨著碳纖維技術(shù)的發(fā)展,碳纖維成型工藝也在不斷進(jìn)步,常用的碳纖維制品成型工藝主要有:
1、噴射成型
屬于手糊工藝低壓成型中的一類(lèi),使用短切纖維和樹(shù)脂經(jīng)過(guò)噴槍混合后,壓縮空氣噴灑在模具上,達(dá)到預(yù)定厚度后,再手工用橡膠錕按壓,然后固化成型。這是一種半機(jī)械化成型工藝,在工作效率方面有一定程度的提高,但依然滿(mǎn)足不了大批量生產(chǎn)。
2、纏繞成型
將經(jīng)過(guò)樹(shù)脂膠液浸漬的連續(xù)纖維或布帶按一定規(guī)律纏繞到芯模上,然后固化、脫模成為復(fù)合材料制品的工藝。碳纖維纏繞成型可充分發(fā)揮其高比強(qiáng)度、高比模量以及低密度的特點(diǎn),制品結(jié)構(gòu)單一,可用于制造圓柱體、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形碳纖維制品。
3、液態(tài)成型
將液態(tài)單體合成為高分子聚合物,再?gòu)木酆衔锕袒磻?yīng)為復(fù)合材料的過(guò)程改為直接在模具中同時(shí)一次完成,既減少了工藝過(guò)程中的能量消耗,又縮短了模塑周期,但這種工藝的應(yīng)用,必須以精確的管道輸送和計(jì)量以及溫度壓力自動(dòng)控制為基礎(chǔ),因此應(yīng)用不是很廣。液態(tài)成型主要包括樹(shù)脂轉(zhuǎn)移模塑成形、樹(shù)脂膜滲透成型和真空輔助成型三種。
4、模壓成型
將碳纖維預(yù)浸料置于上下模之間,合模將模具置于液壓成型臺(tái)上,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的高溫高壓使樹(shù)脂固化后,取下碳纖維制品。這種成型技術(shù)具有高效、制件質(zhì)量好、尺寸精度高、受環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn),適用于批量化、強(qiáng)度高的復(fù)合材料制件的成型。
5、注塑成型
這是一種新型技術(shù),工藝流程短,并且更好地保留了纖維長(zhǎng)度,達(dá)到節(jié)能高效生產(chǎn)的目的,主要適用于汽車(chē)輕量化領(lǐng)域。
6、手糊成型-濕法鋪層成型
在模具工作面上涂敷脫模劑、膠衣,將剪裁好的碳纖維預(yù)浸布鋪設(shè)到模具工作面上,刷涂或噴涂樹(shù)脂體系膠液,達(dá)到需要的厚度后,成型固化、脫模。
7、真空熱壓罐成型
將單層預(yù)浸料按預(yù)定方向鋪疊成的復(fù)合材料坯料放在熱壓罐內(nèi),在一定溫度和壓力下完成固化過(guò)程。
8、真空導(dǎo)入成型
在模具上鋪“干”碳纖維復(fù)合材料,然后鋪真空袋,并抽出體系中的真空,在模具腔中形成一個(gè)負(fù)壓,利用真空產(chǎn)生的壓力把不飽和樹(shù)脂通過(guò)預(yù)鋪的管路壓入纖維層中,讓樹(shù)脂浸潤(rùn)增強(qiáng)材料,最后充滿(mǎn)整個(gè)模具,制品固化后,揭去真空袋材料,從模具上得到所需的制品。
9、層壓成型
將逐層鋪疊的預(yù)浸料放置于上下平板模之間加壓加溫固化,這種工藝可以直接繼承木膠合板的生產(chǎn)方法和設(shè)備,并根據(jù)樹(shù)脂的流變性能,進(jìn)行改進(jìn)與完善,適用于制作碳纖維板。
10、拉擠成型
將浸漬樹(shù)脂膠液的連續(xù)碳纖維絲束、帶或布等,在牽引力的作用下,通過(guò)擠壓模具成型、固化,連續(xù)不斷地生產(chǎn)長(zhǎng)度不限的型材。拉擠成型是復(fù)合材料成型工藝中的一種特殊工藝,其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程可完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,生產(chǎn)效率高。
二、碳纖維濕法成型和干法成型的區(qū)別是什么
碳纖維制品加工成型的方法眾多,大致可分為濕法成型和干法成型兩種,兩種工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品性能上有明顯的區(qū)別:
1、濕法工藝在加工過(guò)程中容易出現(xiàn)變形且截?cái)嗖课蝗菀壮霈F(xiàn)脫絲,樹(shù)脂和纖維的結(jié)合性較差,因與空氣接觸,容易出現(xiàn)氧化變色。干法預(yù)浸料工藝則不會(huì)出現(xiàn)上述情況,但是在紫外線(xiàn)照射下容易性能退化。
2、干法工藝做出的碳纖維制品硬度好,容易進(jìn)行CNC加工,但是生產(chǎn)周期長(zhǎng)不容易批量生產(chǎn),制作成本高昂;濕法成型制品成本較低,生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,工藝的生產(chǎn)工作效率較高。
在碳纖維的生產(chǎn)制作中,干法成型主要在高精度,高品質(zhì)要求的情況下使用,濕法成型主要在外觀件、批量生產(chǎn)的時(shí)候使用。