碳纖維復(fù)合材料成型工藝
手糊成型
手糊成型是構(gòu)建單一復(fù)合材料和少量產(chǎn)品*具成本效益的方法之一。通過手工在模具中鋪設(shè)纖維，再使用壓輥等工具手工浸漬樹脂。但這種勞動密集型生產(chǎn)方法在產(chǎn)品穩(wěn)定性和纖維體積含量方面存在限制，且不適合批量生產(chǎn)。
真空灌注
將纖維層鋪設(shè)在模具中，并在纖維層上設(shè)置真空密封裝置，將裝置內(nèi)抽成真空，樹脂則通過產(chǎn)生的壓力差注入到模具中。這種方面可實(shí)現(xiàn)纖維體積含量大于50%時，仍能獲得較好的力學(xué)性能。該方法適合批量生產(chǎn)，但勞動密集度仍較高，且產(chǎn)品穩(wěn)定性稍差。
模壓成型
將纖維與樹脂基體在模具中加壓成型的方法，自動化程度高。一般采用織造或非織造布，通過加壓浸漬樹脂，再固化成型。其中，加壓方式有熱壓（即使用加熱金屬工具壓制）和冷壓（即使用未加熱的壓制工具）兩種類型。生產(chǎn)時將纖維半成品放入模具中，再注入樹脂進(jìn)行加壓。溫度一般控制在90-140℃，壓力在5-25bar。
拉擠成型連續(xù)制造技術(shù)
相對于其他成型方式，擠拉成型可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，具有更高的生產(chǎn)效率。纖維束被拉過兩側(cè)敞開的模具，注入樹脂，使纖維滲入模具內(nèi)，然后固化成型。成型材料可根據(jù)需要切割成適當(dāng)?shù)拈L度。
擠壓成型可實(shí)現(xiàn)較高的纖維含量和良好的表面，且纖維與樹脂的浸潤性比織物或非織造布與樹脂的浸潤性要好，浸漬成本低。此外，連續(xù)化生產(chǎn)更是有效縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)。但該方法僅能生產(chǎn)二維截面部件，如管狀、柱狀、T型或I型部件，無法成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件。因此，只要結(jié)構(gòu)復(fù)合材料部件的幾何形狀允許使用拉擠成型，就可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)并顯著節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本。
纏繞成型
該方法是將纖維纏繞在旋轉(zhuǎn)芯上，再涂覆樹脂進(jìn)行固化。該方法的特點(diǎn)是可成型大體積零部件，可使用纖維粗紗和樹脂材料復(fù)合，具有較高的成本效益。但是，對于部件的形狀和設(shè)計(jì)限制較多，只能包裹能夠旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，例如管或旋轉(zhuǎn)對稱輪廓。同時，部件的表面光潔度較差，需要后續(xù)再加工。
質(zhì)量控制
復(fù)合材料部件由于需要承受不同的載荷，對其質(zhì)量要求較高，因此需要在生產(chǎn)的各步驟中進(jìn)行連續(xù)的質(zhì)量控制。同時，在部件的使用過程也需要定期進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測，包括一些材料破壞性和非破壞性的測試。 |
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