碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)和產(chǎn)品用途

...wd......wd......wd...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.此法最大的優(yōu)點(diǎn)是工藝裝備簡(jiǎn)單,手工完成比擬復(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.纖維纏繞成型工藝它是開(kāi)發(fā)最早的連續(xù)成型工藝,即纖維通過(guò)樹(shù)脂膠槽浸上樹(shù)脂后按照一定的規(guī)律纏繞在轉(zhuǎn)動(dòng)的芯模上,然后經(jīng)加熱使膠液固化成型.它的一個(gè)突出特點(diǎn)是能夠按照制品的受力情況,將纖維按一定規(guī)律排布,從而充分發(fā)揮纖維的強(qiáng)度,獲得輕質(zhì)高強(qiáng)的制品;在工藝上能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、機(jī)械化生產(chǎn),并且生產(chǎn)周期短,生產(chǎn)效率高,勞動(dòng)強(qiáng)度小,適用于制造圓柱體、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形制品.拉擠工藝它是開(kāi)展速度較快的一種成型工藝,即纖維通過(guò)樹(shù)脂槽浸漬樹(shù)脂后進(jìn)入加熱模具固化,制

成各種各樣不同形狀的型材.其優(yōu)點(diǎn)是能一次壓制出形狀復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確的零件,生產(chǎn)率高,但工藝裝備復(fù)雜,不適于制備批量小、尺寸大的產(chǎn)品.樹(shù)脂傳遞模壓工藝(RTM)，RTM(resintransfermoulding)工藝是90年代最熱門(mén)的一種成型工藝,即先將增強(qiáng)材料做成預(yù)成型件放入封閉模具中,在真空和壓力的條件下,樹(shù)脂被注入模具而固化成型.其特點(diǎn)是:1)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,防止了預(yù)浸料這一中間環(huán)節(jié);2)低壓注膠,節(jié)約了附加設(shè)備的費(fèi)用;3)封閉式模具操作,作業(yè)環(huán)境清潔;4)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)控制;5)制件外表質(zhì)量好.因此,RTM技術(shù)有很好的開(kāi)展前景.編織成型工藝三維編織的過(guò)程是參加編織的所有纖維都沿同一方向排列,然后每根纖維束都沿自己的

方向偏移一個(gè)角度互相交織形成織物的過(guò)程.采用三維編織的復(fù)合材料具有整體性和力學(xué)的合理性?xún)纱筇攸c(diǎn),其在剪切強(qiáng)度、抗沖擊損傷特性等性能方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的層合復(fù)合材料,因此采用編織構(gòu)造的復(fù)合材料開(kāi)展迅速，三維編織分圓機(jī)和方機(jī)兩種,用這兩種機(jī)器可以編織出許多復(fù)雜的編織物.但這些復(fù)雜形狀大多來(lái)源于兩種根本形狀——長(zhǎng)方體和厚壁的圓管.熱塑性復(fù)合材料與熱固性材料相比，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a.

韌性高，抗沖擊，經(jīng)久耐用

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

c.

容易修補(bǔ)，可屢次成型

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)輸本錢(qián)預(yù)浸料成型工藝預(yù)浸料特性與優(yōu)點(diǎn)最大幅寬可達(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(mǎn)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)脂控制準(zhǔn)確單向預(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%\o"預(yù)浸料"預(yù)浸料\o"預(yù)浸料"??中溫預(yù)浸料\o"預(yù)浸料"??高溫預(yù)浸料\o"復(fù)合材料"復(fù)合材料\o"熱塑性復(fù)合材料"熱塑性復(fù)合材料\o"樹(shù)脂基體"樹(shù)脂基體

生產(chǎn)的各類(lèi)復(fù)合材料，可推廣用于民用飛機(jī)、工業(yè)復(fù)合材料等領(lǐng)域：如汽車(chē)，軌道交通，醫(yī)療器械；也可用于體育休閑用品如自行車(chē)等起到減輕構(gòu)造總量，提高生產(chǎn)速度，降低制造本錢(qián)，改善勞動(dòng)條件等。產(chǎn)品應(yīng)用民用航空風(fēng)力發(fā)電工業(yè)領(lǐng)域汽車(chē)配件軌道交通海上采油醫(yī)療器材體育休閑民用航空碳纖維復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于民用大飛機(jī)，歐洲空中客車(chē)A380使用復(fù)合材料達(dá)25%左右，美國(guó)波音夢(mèng)幻客機(jī)B787使用復(fù)合材料達(dá)50%。

民用大飛機(jī)、支線(xiàn)客機(jī)和民用公務(wù)機(jī)提供樹(shù)脂體系、高質(zhì)量的碳纖維預(yù)浸料及碳纖維復(fù)合材料制件。\o"風(fēng)力發(fā)電"\o"工業(yè)領(lǐng)域"\o"工業(yè)領(lǐng)域"風(fēng)力\o"工業(yè)領(lǐng)域"\o"醫(yī)療器材"碳纖維高強(qiáng)度、高模量、耐腐蝕、抗疲勞等性能，可以有效地提高葉片剛度，減輕葉片重量，增長(zhǎng)葉片使用壽命，提高風(fēng)能利用率。隨著大絲束碳纖維的廣泛應(yīng)用，碳纖維價(jià)格的不斷降低，碳纖維在大型葉片中的應(yīng)用已成為一種趨勢(shì)。未來(lái)風(fēng)力發(fā)電葉片制造中，碳纖維代替局部玻璃纖維應(yīng)用于葉片、且用量逐步增加是高性能碳纖維復(fù)合材料開(kāi)展的必然結(jié)果。\o"體育休閑用品"工業(yè)碳纖維及其復(fù)合材料已在汽車(chē)翼子板、車(chē)頂板、底盤(pán)、行李箱板、門(mén)內(nèi)板、輪轂、引擎罩、避震彈簧、傳動(dòng)軸構(gòu)造加強(qiáng)和耐熱件等得到廣泛應(yīng)用。碳纖維及其復(fù)合材料由于它的優(yōu)異的力學(xué)性能，化學(xué)穩(wěn)定性，與人體的生物相容性，無(wú)毒無(wú)味，且X射線(xiàn)透過(guò)率高，損耗低，使之在醫(yī)療器械和生物材料方面