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碳纤维制品热压罐成型的关键因素有哪些

来源: 时间:2021-11-29 15:30:58 浏览次数:

铺层设计是碳纤维复合材料热压罐成型的关键,它包括铺层角度、铺层顺序、铺层的层数的设计,而且铺层设计是直接决定材料性能和强度的主要工序。所以在碳纤维管的设计中要优先考虑轴向的膨胀系数与强度的要求,并且要针对材料的实际实用性和加工方式,所以一般的铺层方向都分为轴向和沿管周铺设两种形式

碳纤维复合材料的加工工艺是根据碳纤维的特性不断演变发展而来的,需要在满足轻质量高强度的基础上,根据不同的应用领域,采取不同的成型加工方式,能够最大限度的发挥出碳纤维材料的特殊性能。
一、铺层设计
铺层设计是碳纤维复合材料热压罐成型的关键,它包括铺层角度、铺层顺序、铺层的层数的设计,而且铺层设计是直接决定材料性能和强度的主要工序。所以在碳纤维管的设计中要优先考虑轴向的膨胀系数与强度的要求,并且要针对材料的实际实用性和加工方式,所以一般的铺层方向都分为轴向和沿管周铺设两种形式。尤其复合材料的各向异性十分突出,这就决定了物理性和力学性都要集中在碳纤维轴向,所以通过不同的铺层比例设计就可以得到膨胀系数,最后在根据复合材料的强度和铺层工艺性能要求来最后决定铺层的先后顺序。
二、表面质量控制
在热压罐工艺成型的碳纤维管件以及一些碳纤维制品,特别容易出现折皱、富胶等现象,所以在进行预浸料铺设的时候,需要保证平整,并对其施加足够的力,避免出现材料结构尺寸过厚或者松散的问题。在成型的过程中,对碳纤维坯件的加压也十分的重要,层叠的碳纤维预浸料不断地减小,其总周长也会减小,如果在前期预浸料的铺设出现压弯和折皱现象,固化成型后也会带有折皱和条纹等表面瑕疵,所以在铺层的时候,一定要最大限度的将预浸料层之间压实,避免出现外观质量问题,可以通过热缩工艺与预吸胶工艺进行控制。
三、热缩工艺
热缩工艺是指将树脂软化,利用热缩管遇热收缩变形,从而保证口径缩小并压实的方式,这是因为热缩材料在高温固化的状态下可以很好的将热压力进行传递,从而有效地帮助碳纤维制品表面平滑。热缩工艺最重要的质量参数是加热时间与温度控制,需要充分考虑复合材料的性能,灵活应用,避免对热缩材料的热缩方式对树脂体系凝胶性能的影响。
四、预吸胶工艺
预吸胶工艺是将预压实工艺与热缩工艺相互配合使用,主要控制参数都集中在温度,压力和恒温时间几个方面。在压紧预浸料叠层的同时起到消除固化热是缩管和预浸料叠层之间中的吸胶材料,造成热缩管和预浸料叠层紧密相接,整个工序使热缩管内壁和外壁效果相同,这样就保证了材料表面的光滑和平整。整个工艺的制定过程中要保证工艺的合理性,在完成吸胶工序的同时,还要达到压实的目的,同时更要减少对碳纤维复合材料凝胶性的影响。

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