文章摘要: 除了優(yōu)于鋼材的強度和大比例的減重效果外,碳纖維管材的表層質(zhì)量和制作精度也是影響其應(yīng)用效果的重要因素。碳纖維圓管、方管常用的制造方法是纖維纏繞法和模壓-熱壓罐工藝,但運用這些工藝突出的缺點就是制造出的管材表層質(zhì)量不夠好,采用預(yù)浸料鋪層袋壓工藝
除了優(yōu)于鋼材的強度和大比例的減重效果外,碳纖維管材的表層質(zhì)量和制作精度也是影響其應(yīng)用效果的重要因素。碳纖維圓管、方管常用的制造方法是纖維纏繞法和模壓-熱壓罐工藝,但運用這些工藝突出的缺點就是制造出的管材表層質(zhì)量不夠好,采用預(yù)浸料鋪層袋壓工藝制作的異型管也存在著同樣的表層缺點問題。表層質(zhì)量不僅影響到管材外觀的光潔度,也影響到管材的幾何尺寸以及機械裝備能力,因此,提高管材質(zhì)量和制造精度是碳纖維管材制造中的一大難點。
產(chǎn)生缺點的原因:
碳纖維管件成品的表層缺點主要有皺折、條紋及富膠等問題,追溯這些問題的產(chǎn)生主要集中在預(yù)浸料鋪層這一環(huán)節(jié),在使用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層時,如果不可施加足夠的張力壓緊預(yù)浸料疊層塊,就會使得鋪就的復(fù)合材料預(yù)浸料層間相對較松散,整體厚度也會超出目標管材制品的厚度。因而,在成型工藝時,一般的處理方式是加壓以壓緊各層復(fù)合材料并使多余的樹脂流出,但是這種加壓必將帶來兩種收縮力。首先,碳纖維復(fù)合材料疊層塊在被壓緊時,管材的厚度就會隨之變薄,外徑變小,周長也相應(yīng)減少,沿環(huán)向的纖維必然松弛,其中的碳纖維被壓產(chǎn)生彎曲、打折;其次,在碳纖管成型過程當中往往會需要在預(yù)浸料疊層塊毛坯上使用一些輔助材料,如透氣氈和真空袋等,這些輔助材料在壓縮時也會引起皺折和條紋,凝固時將壓印在復(fù)合材料表層上,形成皺折。
預(yù)壓實和溫度控制相互結(jié)合:
根絕無錫威盛新材的經(jīng)驗總結(jié),要解決碳纖維管材表層缺點的重要一步就是在碳纖維預(yù)浸料鋪放過程當中,將預(yù)壓實和合適的溫度控制結(jié)合起來,具體的操作要領(lǐng)是在鋪料過程當中,每鋪放完幾層,就在一定溫度下進行與預(yù)壓實,施加一定的壓力以壓緊各層纖維,這種及時的預(yù)壓實可以避免纖維松弛的層層積累,在一定的壓力和溫度等工藝條件下,排除預(yù)浸料毛坯中多余的樹脂、空氣泡和低沸點物質(zhì),使毛坯致密并基本上達到預(yù)定的厚度。經(jīng)過預(yù)壓實的毛坯在凝固工序中不需再進行吸膠,碳纖維復(fù)合材料中的樹脂含量和管材的厚度都能得到有效的控制。
怎么做好碳纖維管材?
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