碳纖維材料的成型工藝方法及應(yīng)用

碳纖維材料成型主要有兩種，一種是熱固化成型，一種是熱塑型成型

。

熱固化成型是指將碳纖維按不同方向、不同層數(shù)鋪設(shè)出制品形狀 ,在一定壓力和溫度下固化成型 .而復(fù)合材料成型工藝 ,較常見(jiàn)的有以下 5種 .

裱糊成型工藝

它是用手工將預(yù)浸料裱糊在模具上 ,然后固化成型 .此法的優(yōu)點(diǎn)是工藝裝備簡(jiǎn)單 ,手工完成比較復(fù)雜的操作 ,能加工出形狀復(fù)雜的零件 ,適用于小批量生產(chǎn) ;缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低

,勞動(dòng)條件差 ,勞動(dòng)強(qiáng)度大 .筆者采用該工藝試制出的碳纖維整體車(chē)架樣件 ,表觀質(zhì)量尚可 ,但尺寸精度較差 ,工藝穩(wěn)定性差 .

與熱固性材料相比，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a.

韌性高，抗沖擊，

b.

成型工藝簡(jiǎn)單，加工速度快，可提高工作效率幾倍到幾十倍

預(yù)浸料特性與優(yōu)點(diǎn)

幅寬可達(dá)1600mm，也可分切成75mm、150mm、300mm的預(yù)浸帶；

具有良好的韌性；

生產(chǎn)過(guò)程可以二次涂膠，能滿足自動(dòng)鋪帶對(duì)預(yù)浸料粘性和鋪覆性的特殊要求；

適用于真空袋、模壓、軟模、熱壓罐等工藝成型；

適于低、中、高溫固化

預(yù)浸料單位面積纖維質(zhì)量范圍為 50g-600g /㎡；

預(yù)浸料樹(shù)脂控制

單向預(yù)浸料樹(shù)脂含量30%-40%±2%

織物預(yù)浸料樹(shù)脂含量40%-60%±3%

c.

容易修補(bǔ)，可多次成型

d.

可以回收重復(fù)使用，有利于環(huán)保

e.

節(jié)省能耗40-60%

f.

預(yù)浸料無(wú)儲(chǔ)存壽命，節(jié)約儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本

碳纖維發(fā)展簡(jiǎn)史：

1860年，斯旺制作碳絲燈泡

1878年，斯旺以棉紗試制碳絲

1879年，愛(ài)迪生以油煙與焦油、棉紗和竹絲試制碳絲（持續(xù)照明45小時(shí)）

1882年，碳絲電燈實(shí)用化

1911年，鎢絲電燈實(shí)用化

1950年，美國(guó)Ｗright--Patterson基地開(kāi)始研制黏膠基碳纖維

1959年，美國(guó)ＵＣＣ公司生產(chǎn)低模量黏膠基碳纖維“Ｔhornel—25”，日本大阪工業(yè)試驗(yàn)所的進(jìn)藤昭男發(fā)明了ＰＡＮ基碳纖維

1962年，日本碳公司開(kāi)始生產(chǎn)低模量ＰＡＮ基碳纖維（０.５噸/月）