新型碳纖維復(fù)合材料工藝帶來一流表面質(zhì)量(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上新型碳纖維復(fù)合材料工藝帶來一流表面質(zhì)量部件的油漆脫落問題現(xiàn)在有了解決方法，汽車技術(shù)和制造專家Prodrive公司開發(fā)的新工藝完全摒棄了油漆的使用。新工藝不僅能夠提高表面的耐久性，降低成本，還可以帶來一流的，據(jù)說至少可以達到最好的油漆。Martyn Roberts對此進行了介紹。     時至今日，為了獲得光滑高光澤度的復(fù)合材料部件表面，大多數(shù)情況下必須在已拋光的表面再噴涂一層油漆。遺憾的是，表面的任何問題（例如微弱的沖擊和磨蝕）都會導(dǎo)致油漆從碳纖維基材上脫落，導(dǎo)致難看的白斑，同時長時間暴露于紫外線下，會導(dǎo)致表面泛黃。  

2、0;  “如果某個大型板材部件本身還很完美，但僅僅由于表面油漆脫落就要替換掉是非?？上У?，例如賽車的擾流板?！盤rodrive公司的復(fù)合材料工程經(jīng)理Gary White說，“我們現(xiàn)在能夠獲得非常好的，可以完全摒棄油漆，因而獲得多重好處：單個部件成本降低、更高的耐久性和外觀的一致性?！?    復(fù)合材料部件表面的長期質(zhì)量對于各種應(yīng)用來說都是非常重要的，包括汽車、船艇和家具，這些領(lǐng)域?qū)姸群椭亓炕蛘吒呖萍嫉膬?yōu)質(zhì)外觀都有要求，但實現(xiàn)起來并不容易。     “在復(fù)合材料領(lǐng)域20年的工作中，我從未看到過沒用油漆的均一光澤的表面?！?W

3、hite說，“但現(xiàn)在我們在不借助油漆的情況下，甚至可以得到AA級?！保ˋA級是最重要的視覺要求，例如汽車內(nèi)飾。） 為得到優(yōu)質(zhì)的表面，Prodrive分析了生產(chǎn)部件的基本工藝過程，并找出了影響的參數(shù)。關(guān)鍵因素之一是要非常嚴格的控制部件和模具之間的接觸面。由于復(fù)合材料層是逐層鋪放到模具內(nèi)的，那么就有可能滯留氣泡，從而影響層間的粘結(jié)和與模具相接觸的最外層材料的鋪放。Prodrive的工藝通過控制這一制造過程的壓力、溫度和耐久性數(shù)值，可以取得非常好的結(jié)果。     “我們設(shè)定了一套工藝條件，以盡可能強化與模具表面接觸的外層材料。我們也特別關(guān)注模具的，并與供應(yīng)商制訂了一個預(yù)

4、浸料性能規(guī)范?！盬hite說。 現(xiàn)代手工藝者     該工藝采用的是在零下18冷藏的粒狀材料，以防止樹脂的脫落。該材料在冷凍條件下可以保存12個月，而在室溫條件下，30天之后就無法使用了。Prodrive不使用標準材料，而是對不同的應(yīng)用有其自身的規(guī)范要求     成卷的預(yù)浸片材在室溫下穩(wěn)定24小時之后展開，采用計算機程序在平面繪圖儀上劃出部件的形狀，然后通過合理排列使浪費減至最少，材料的利用率通?？蛇_90%。    作為Prodrive質(zhì)量保證的一部分，每個部件從此時起都采用獨一無二的標簽做出標記，以便在

5、整個制造過程和使用過程中進行跟蹤。這些標簽不會對這些過程造成干擾，也無法蓄意破壞。     四組人同時將預(yù)浸料部件手工鋪放到模具內(nèi)；根據(jù)所需部件的數(shù)量，模具可以采用或鋁合金制造。復(fù)合材料模具可以生產(chǎn)大約250個部件，但鋁模具可以一直使用。 無漆工藝的成功應(yīng)用需要操作人員具有較高的技術(shù)水平和專注程度，他們必須親手將預(yù)浸料熟練地鋪放到模具的每個角落，不能破壞纖維。Prodrive依照最高標準培訓(xùn)他們自己的技術(shù)人員，以進行此項操作，整個培訓(xùn)要持續(xù)2-3年。完成培訓(xùn)的復(fù)合材料技師就是現(xiàn)代的手工藝者，只是他們處理的不是金屬、木材或者皮革，而是樹脂和纖維。  

6、60;  預(yù)浸料部件放到模具中后，在進入高壓釜之前，要用抽空的真空袋包裹起來。真空操作有助于消除樹脂中的氣泡，從而避免形成孔隙，造成分層。高壓釜在一定壓力下加熱組件，時間通常為一個小時左右。     高溫加熱后，該部件從模具中取出后，根據(jù)精度要求、操作難度和加工廠的復(fù)雜度，進行手工或采用CNC機床修整。此處采用的是氣動工具，因為電機會吸收灰塵。在進行最后的檢查之前，還要進行手工拋光。質(zhì)量標準     Prodrive工藝的第一個生產(chǎn)應(yīng)用是為歐洲的一家超級汽車生產(chǎn)商供應(yīng)各種板材和組件。Prodrive的貢獻不僅在于供應(yīng)部件，而

7、且還為客戶撰寫適用于新工藝的生產(chǎn)質(zhì)量標準。當該公司的工程師找到Prodrive時，他們認定最后的油漆過程一定是非常關(guān)鍵的。     White接著說：“他們過去所有的質(zhì)量檢查過程都是以油漆表面為基礎(chǔ)的。     無漆表面的質(zhì)量控制問題是完全不同的。例如，噴涂的表面通常會造成滲色或魚眼；非噴涂的表面則可能會出現(xiàn)針孔?？紤]到這些，我們?yōu)樗麄冏珜懥诵碌馁|(zhì)量標準，他們非常高興；他們不僅得到了頂級質(zhì)量的部件，而且制定了他們自己的供應(yīng)商質(zhì)量標準?！?    Prodrive工藝制成的部件也受到了其他客戶的歡迎。如果存

8、在預(yù)加工過程，則必須進行一定程度的拋光，以達到必需的表面標準。目前Prodrive工藝的最大產(chǎn)量為400個部件/月。對于以手工操作為主的小型生產(chǎn)商，該工藝可以根據(jù)需要進行調(diào)整以滿足產(chǎn)量要求。     Prodrive為還不習(xí)慣使用復(fù)合材料的客戶提供全面的服務(wù)，在設(shè)計、制造、供應(yīng)和服務(wù)的全過程提供質(zhì)量保證。材料的替換是最簡單的一個步驟，復(fù)合材料替代現(xiàn)有材料時不需要重新設(shè)計產(chǎn)品。這將帶來重量、耐久性和維護方面的一些顯著優(yōu)勢，但當客戶對此充滿信心并在設(shè)計階段全面發(fā)掘其優(yōu)異的性能時，他們獲得的會更多。     Prodrive的文化就是開發(fā)有

9、創(chuàng)意的、實用的、低成本解決方案，以滿足技術(shù)上的挑戰(zhàn)。Prodrive工藝就是這一宗旨的表現(xiàn)之一，但在其背后，還有更多?！傲硪患抑馁愜囍圃焐桃舱业搅宋覀儯Ｍ覀?yōu)槠涔?yīng)復(fù)合材料部件?！?White繼續(xù)到。     “他們已經(jīng)達到了結(jié)構(gòu)和尺寸方面的要求，但是對外觀并不滿意。而我們通過控制每個部件中的編織方向，能夠同時滿足這三項要求。我們的質(zhì)量和按時的交貨給這家客戶留下了很好的印象，因此盡管處于經(jīng)濟衰退時期，他們還是索取了報價單，希望引進我們的產(chǎn)品?！?其他應(yīng)用     除了汽車行業(yè)的應(yīng)用，Prodrive的客戶群還包括航空航天、通訊

10、、船艇，其中最特殊的當屬高端HiFi行業(yè)。   音響制造商KEF與Prodrive進行了技術(shù)方面的合作，設(shè)計出一種被稱作Blade的概念產(chǎn)品。該產(chǎn)品采用外殼，具有非常高的和驚人的視覺吸引力。對于結(jié)構(gòu)性能方面的要求（例如強度和固有頻率），Prodrive和KEF的工程師對其進行了仔細的控制，從而生產(chǎn)出了不受外界聲音影響的音響外殼。     “這個行業(yè)以外的人可能認為只適用于制造賽車的高強度板和結(jié)構(gòu)部件?！盤rodrive復(fù)合材料銷售經(jīng)理Matthew Bradney說，“其實對于該材料的性能來說，這只是很小的一部分應(yīng)用；其密度、纖維的選擇和編織的方向都是可

11、變的；復(fù)合材料三明治中間的肉可以是鋁蜂窩、輕木或什么都沒有（實心復(fù)合材料部件）。傳統(tǒng)工程材料是沒有如此多的性能的?！?#160;   復(fù)合材料具有耐化學(xué)腐蝕性，在海上應(yīng)用中與金屬材料相比，能夠節(jié)約大量的維護成本。Prodrive為多種海上應(yīng)用提供復(fù)合材料產(chǎn)品，例如近海平臺和賽艇。海上平臺在原油過濾器中采用非常耐磨蝕的輕質(zhì)復(fù)合材料取代原來的鋼材，以延長其使用壽命，降低維護成本。一艘參加美洲杯大賽的賽艇在高載荷絞盤外殼中采用了，與金屬材料相比，重量和耐久性都得到了改進。     大型的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)包括豪華游艇的駕駛橋樓和近海救生艇的船體和上部結(jié)構(gòu)。大型厚壁部件采用樹脂真空灌注等工藝制造，無需高壓釜，因此該工藝對部件沒有尺寸上的限制。     就小型部件來說，Prodrive還為頂級賽馬師提供馬鐙，對他們來說，每一克的重量都是非常重要的。一套復(fù)合材料馬鐙大約重40克，比鋁制馬鐙輕100克。制造馬鐙過程中