一文简要了解如何计算碳纤维复合材料中所需的树脂基体使用量

当进行碳纤维树脂基复合材料加工时，经常遇到一个问题，比如需要使用多少量的树脂，本文主要针对该问题为大家释疑解惑。

对于一个目标项目和所需的碳纤维复合材料种类而言，在对树脂使用量进行评估时，该项目的设计方案和目标部件对于所需要材料的数量比较重要。

对零件进行修复、蒙皮或制造时所需的估计和测量，可以利用将铺层表面积来计算所需要的织物数量。例如，每层材料大概有2平方英尺的表面积，共计需要3层。每种织物都有与之相关的密度。

这主要是由织物表面积的重量（克或盎司）计算出来的，通常以平方米或平方英尺为单位。采用碳纤维织物，例如规格为平纹织物6K，其密度为370gsm（克/平方米）。通过转换为gsf（克每平方英尺），它等于每平方英尺34.37克。具体计算过程如下：

CF织物密度：370gsm；而1克/平方米=（0.092903）克/平方英尺

所以：370*0.093=34.37克每平方英尺（CF织物密度）

已知每个部件需要3层面积为2平方英尺的织物，用34.37gsm乘以2平方英尺再乘以3层，则所需的纤维总重量的206.22克。具体计算过程如下：

3层*2平方英尺=6平方英尺（制造用总材料面积）

6平方英尺2*34.37克每平方英尺（CF纤维密度）=206.22克

对于手工铺层而言，纤维/树脂比例通常为50%。精确一点来讲也就是使用207克纤维和207克树脂混合。考虑到目标产品的特殊需求，有时候在纤维与树脂的比例会有所调整，比如：

示例1：50/50纤维/树脂比：207克纤维和207克树脂

示例2：40/60纤维/树脂比值：（207克纤维*60%）/40%=310.5克树脂

示例3：60/40纤维/树脂比值：（207克纤维*40%）/60%=138.0克树脂

为了进一步详细评估环氧树脂基体的使用量，一般而言较重的环氧树脂密度约为1.4g/cm3，可转化为0.04734g/oz（克/盎司）。不同的树脂密度不同，许多制造商的规格应该提供一个很好的计算思路。使用上例1，需要207克树脂，207克乘以04734克/盎司也就意味着在纤维与树脂混合比例为50%中所需的树脂重量约等于9.8盎司。具体计算过程如下：

给定环氧树脂密度：1.4g/cm3

转换系数：1g/cm3=29.5735克/美国液体盎司

1.4 / 29.5735 = 0.04734 g/oz

当纤维与树脂含量比为50%所需树脂：0.04734g/oz*207g=9.8盎司的混合树脂

当估计所需的树脂量时，往往树脂含量越多越好，因为在加工过程中会出现不可避免的损失。