发布时间:2023-05-04 浏览人数:人
通常来讲,碳纤维很少单独使用,一般是通过与树脂等基体复合后以复合材料的形式进行使用。根据最终产品的形状和特性,会有各种各样的成型加工方法。
除此以外,为了改善物理性能和外观结构,并缩短成型时间等,碳纤维复合材料的成型方法也正在不断改进。在本文中,主要介绍了八种代表性的碳纤维成型方法。
英文名称“Pultrusion”,作为一种连续成型方法,它是将浸渍有液态树脂的碳纤维引入和穿过模具,并通过模具进行热固化。它适用于杆状、管状等具有一定横截面形状的成型产品。
英文名称“Filament-winding Molding”,这是一种将浸渍有液态树脂的碳纤维丝束缠绕在芯轴上,然后加热固化的成型方法。
这种方法又可以分为两种版本:(i)一边将碳纤维浸渍在树脂槽(浴槽)中一边进行卷绕;(ii)将预先浸渍在树脂中的碳纤维丝束材料进行卷绕。它适用于加工管状和罐形成型产品。
英文名称“Resin Transfer Molding”(简写RTM),在该方法中,将碳纤维预成型件(将碳纤维预成型为产品形状的产品、织物等)放置在一对阳模和阴模密封模具中,然后将液态树脂进行压充、浸渍和热固化。
仅使用阴模在真空压力下固化的方法被称为真空辅助RTM(vacuum-assisted RTM,VaRTM)。RTM适合中小型产品,而VaRTM适合中型和大型成型品。
英文名称“Press Molding”,这是一种将预浸料或SMC等浸渍树脂的片状材料层叠在模具上,并且一边施加压力、一边加热固化的方法。
英文名称“Autoclave Molding”(简写ACM),简单地讲,热压罐就是一个高压锅。它通过将预浸料层叠到成型模具上,覆盖上膨胀薄膜(用于制造真空状态的薄膜),进行减压,然后在热压罐中加压加热固化。
这种成型方法适用于制造高质量和高性能的产品,但由于成型周期长,成本很高。
英文名称“Oven Molding”,与热压罐成型一样,该方法也是通过在成型模上层叠预浸料,盖上膨胀薄膜进行减压,但热固化是在真空中进行的。
尽管在性能和质量方面稍逊于热压罐成型,但这种成型方法操作成本低廉,可用于相对较大产品的成型加工。
英文名称“Sheet-wrap Molding”,它是将预浸料缠绕在芯轴(铁芯)上,待热固化后再取出芯轴。
该方法适用于生产管状和辊状中小型产品的加工,比如一些高尔夫球杆和其他类型杆主要通过该方法生产,利用该方法有时也可以加工锥形产品。
英文名称“Injection Molding”,也称为注塑成型,它通过将碳纤维增强热塑性树脂(如尼龙、聚碳酸酯)颗粒加热熔融,然后注射到模具空腔(空隙)。
虽然机械性能并不优异,但这种成型方法适用于短周期、复杂形状产品的成型。