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碳纤维树脂复合材料加工工艺

发布时间:2022-05-03 14:58:04

A. 碳纤维复合材料加工特性表现为

1、刀具磨损情况严重、寿命较低

碳纤维具有高强度和高硬度(HRC53-65),作为切削硬质点直接与刀具刃口发生剧烈的摩擦,造成刀其磨损,未及时排出的切屑挤压填充在切削区域,与刀具表面发生研磨作用,加速刀具磨损。基体的剪切、纤维的断裂,及切削刃与切屑和己加工表面之间的摩擦都会伴随切削热的产生,而碳纤维增强复合材料的导热性差,切削热主要集中在刀具切削刃附近,烧蚀刀具表层材料,降低刀具的切削性能,因而对刀具的切削性能要求很高。

2、碳纤维增强复合材料产生分层、撕裂、毛边等缺陷

碳纤维增强复合材料的层间结合强度低,加工过程中垂直铺层方向的切削力如若超过层间结合强度就会引起分层缺陷,即使徽小的分层也可能导致整个零件的报废。碳纤维增强复合材料最外层在加工时处于自由状态,是层间破坏最集中的部位.钻孔时,在轴向力的作用下,最外层材料发生变形和退让,从而引起材料的分层、撕裂和隆起。加工自由表面的纤维在没有被切断的悄况下容易被拉出墓体形成毛边。

3、产生残余应力

由于碳纤维和基体树脂的热胀系数相差较大,在较高切削热的作用下,工件容易产生残余应力,影响加工表面的尺寸精度和表面粗糙度。

4、粉尘污染严重

加工碳纤维增强复合材料过程中,如若使用水性切削液,会对材料本身产生不利的影响,因此,碳纤维增强复合材料的加工多采用千式切削。黑色粉末状的切屑粉尘,以一种不均匀,无规则的运动状态飘散到周围的空间中。碳纤维粉尘刺激人体皮肤和呼吸道,不利于操作人员的健康,而导电的切屑易使机床电路发生短路故障。

B. 碳纤维树脂包覆工艺制作!懂得进!!

……这个如果你是做复合材料相关方向的人的话还比较好解释:
1、使用的原材料专是碳纤维织物预浸料;属
2、使用的设备是热压机和相关形状的模具;
3、讲预浸料按照相关铺层铺放好,压机热压成型。
如果不是搞这个的,可能需要去恶补一下这方面的知识。

C. 碳纤维树脂复合材料用途有哪些缺点介绍

虽然我们周围可以选择的基础材料有很多,但是各种材料都有本身难以替代的优势以及缺点,因此有一些厂家就开始寻求多种材料复合而成的复合材料,比如今天为大家举例的碳纤维树脂复合材料,顾名思义就是综合了碳纤维以及树脂这两者优势的一款材料产品,它经过热处理和多种多样的工序和步骤加工而成,是一种力学性能十分出色的新型材料。一方面具有碳材料本身的稳定牢靠特点,另外一方面又具有纺织纤维柔软可以加工的表现,所以应用在日常生活中的许多领域。

一、碳纤维树脂复合材料用途

1.航空航天,飞机的外壳和内部装备都可以用碳纤维来完成,同等强度,轻于合金,省燃料。

2.风力发电,发电机的叶片由碳纤维+玻纤制作,电力环保,未来能源的方向之一。

3.体育市场,高尔夫球杆身、网羽球拍、登山杖、自行车、滑雪板、溜冰鞋、钓竿、潜水气瓶等等高档产品都由碳纤维制作。

4.汽车配件,外壳、车架、空气动力学配件、座椅、内饰甚至轮毂都可以由碳纤维制作,同样属于高端市场。

5.建筑加固,碳纤维短切丝可以用于混凝土内,加强加固的作用

6.流行市场,由于碳纤维可以制作出高档感的外观,在鞋底、袖扣、皮带扣、高档烟酒包装、电子产品外壳等领域也被青睐,但用量少,都为高档产品。

7.音乐领域,提琴、吉他、笛、等乐器以及音箱由碳纤维制作的效果非常令人惊叹。

8.其他:头盔、鼠标垫、眼镜架、三脚架、手表等领域亦有应用。

二、碳纤维复合材料缺点

成本高——尽管CFRP复合材料性能优异,为什么碳纤维没有广泛地应用于产品生产呢?目前,CFRP复合材料生产成本过高。根据当前的市场情况(供给和需求),碳纤维的种类(航天VS商品级),纤维束的大小不同,纤维的价格也判若云泥。每磅碳纤维原材料的价格,可达5-25倍玻璃纤维价格不等。而相比于钢材,CFRP材料的高成本性就更加突出了。

导电性——这既可以作为碳纤维复合材料的优势,也可能成为实际应用中的一个缺陷。碳纤维导电性极强,而玻璃纤维是绝缘的。许多产品使用玻璃纤维,而不能用碳纤维或金属替代,是因为其要求具备严格的绝缘性。

在公用设施生产中,许多产品都需要使用玻璃纤维。例如,梯子的生产使用玻璃纤维作为梯架,原因在于:当玻璃纤维梯子与电力线接触时,触电的可能性会降低许多。而碳纤维梯子导电性极强,后果则不可想象。

今天为大家介绍的碳纤维复合材料是一种新型的复合产品,它不仅仅力学性能优异,而且一方面具有碳材料本身的稳定性,另外一方面有纺织纤维柔软,可以加工的优点表现。算是新一代的增强纤维。我们在日常生活中的很多地方都可以看见它所扮演着的关键角色,因为碳纤维复合材料耐高温耐摩擦,而且导电导热和耐腐蚀,经过长久的使用,也不会出现性能方面的损耗,除此之外,还可以发现一款合格的碳纤维复合材料,既可以用来制作某些精密仪器,还可以用在飞机结构或者是电工领域。

D. 树脂基碳纤维复合材料的成型工艺中,袋压成型、热压成型以及模压成型有没有区别

当然有区别啦,文字区别都那么大,袋压,就是用真空袋辅助成型,热压就是加热固化工艺,模压就是片状或者团状模塑料合模制作工艺。

E. 碳纤维复合材料的生产工艺有哪些

碳纤维复合材料成型工艺主要有:手糊成型、模压成型、喷射成型、缠绕成型、拉挤成型、真空导入成型、RTM成型、热压罐成型等等。请问您知不知道,有哪种成型工艺,纤维含量可达80%?博皓复合材料给您提示下:手糊工艺的纤维含量一般是30-40%,真空导入工艺纤维含量一般是60-70%,RTM工艺纤维含量一般是50-60%。而拉挤工艺用的是直接纱(也有合股纱),且预浸体进入模具后会受到一个挤压的力,纤维含量可以高达80%。

F. 碳纤维复合材料层合板怎么制造的

制作有很多方法。
但目前以预浸料铺层和RTM(树脂传递模塑成型)为主。预浸料铺层在国内用的已经比较成熟,该方法是直接将剪裁好的预浸料片层铺叠在模具上,再在材料上铺放辅助材料后送入热压罐(现阶段主要固化设备)固化成型。
RTM在国外用的比较成熟,国内在这块儿用的没有国外好,该方法是先将纤维丝束或纤维带用缠绕或铺叠的方法铺放在模具上,然后闭合模具,将树脂注入到闭合模具中浸润增强材料并直接加热模具进行固化的工艺方法。该项技术可不用预浸料、热压罐,有效地降低设备成本、成型成本。三点弯曲实验后一般是用SEM观察层面,以评估纤维与树脂的界面结合情况。

G. 碳纤维复合材料成型方法及工艺

复合材料加工工艺是在同一基础上根据不同材料的特性及应用目的而不断衍生发展的。碳纤维复合材料在发挥质轻、强度大的基础上,也会根据应用对象的差异而采用不同的成型工艺,从而尽可能地发挥出碳纤维所具有的特殊性能。下面小编针对适用于碳纤维复合材料的成型工艺及其应用以及碳纤维复合材料的成型方法。希望能够给大家带来帮助。

一、碳纤维复合材料的成型方法

1、模压法。这种方法是将早已预浸树脂的的碳纤维材料放入金属模具中,加压后使多余的胶液溢出来,然后高温固化成型,脱膜后成品就出来了,这种方法最适合用来制作汽车零件。

22、手糊压层法。将浸过胶后的碳纤维片剪形叠层,或是以便铺层一边刷上树脂,再热压成型。这个方法可以随便选择纤维的方向、大小和厚度,被广泛使用。注意的是铺层后的形状要小于模具的形状,这样纤维在模具内受压时就不会挠曲。

33、真空袋热压法。在模具山叠层,并覆上耐热薄膜,利用柔软的口袋向叠层施加压力,并在热压灌中固化。

44、缠绕成型法。将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上,特别适用于制作圆柱体和空心器皿。

55、挤拉成型法。先将碳纤维完全浸润,通过挤拉除去树脂和空气,然后在炉子里固化成型。这种方法简单,适用于制备棒状、管状零件。


二、碳纤维复合材料成型工艺

1.手糊成型:

在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣,将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上,刷涂或喷涂树脂体系胶液,达到需要的厚度后,成型固化、脱模。在制备技术高度发达的今天,手糊工艺仍以工艺简便、投资低廉、适用面广等优势在石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域广泛应用。其缺点是质地疏松、密度低,制品强度不高,而且主要依赖于人工,质量不稳定,生产效率很低。

2.喷射成型:

属于手糊工艺低压成型中的一类,使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后,压缩空气喷洒在模具上,达到预定厚度后,再手工用橡胶锟按压,然后固化成型。为改进手糊成型而创造的一种半机械化成型工艺,在工作效率方面有一定程度的提高,用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。

3.层压成型:

将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化,这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流变性能,进行改进与完善。层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材。具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点,但是设备一次性投资大。


4.缠绕成型:

将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上,然后固化、脱模成为复合材料制品的工艺。碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高比模量以及低密度的特点,可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。

5.拉挤成型:

将浸渍树脂胶液的连续碳纤维丝束、带或布等,在牵引力的作用下,通过挤压模具成型、固化,连续不断地生产长度不限的型材。拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺,其优点是生产过程可完全实现自动化控制,生产效率高。拉挤成型制品中纤维质量分数可高达80%,浸胶在张力下进行,能充分发挥增强材料的作用,产品强度高,其制成品纵、横向强度可任意调整,可以满足制品的不同力学性能要求。该工艺适合于生产各种截面形状的型材,如工字型、角型、槽型、异型截面管材以及上述截面构成的组合截面型材。

6.液态成型:

将液态单体合成为高分子聚合物,再从聚合物固化反应为复合材料的过程改为直接在模具中同时一次完成,既减少了工艺过程中的能量消耗,又缩短了模塑周期(只需约2分钟便可完成一件制品)。但这种工艺的应用,必须以精确的管道输送和计量以及温度压力自动控制为基础,属于高分子材料和近代高新科学技术的交叉范畴,目前的应用还不是很广。


7.真空热压罐:

将单层预浸料按预定方向铺叠成的复合材料坯料放在热压罐内,在一定温度和压力下完成固化过程。热压罐是一种能承受和调控一定温度、压力范围的专用压力容器。坯料被铺放在附有脱模剂的模具表面,然后依次用多孔防粘布(膜)、吸胶毡、透气毡覆盖,并密封于真空袋内,再放入热压罐中。加温固化前先将袋抽真空,除去空气和挥发物,然后按不同树脂的固化制度升温、加压、固化。固化制度的制定与执行是保证热压罐成型制件质量的关键。该种成型工艺适用于制造飞机舱门、整流罩、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等产品。

8.真空导入:

简称VIP,在模具上铺“干”碳纤维复合材料,然后铺真空袋,并抽出体系中的真空,在模具腔中形成一个负压,利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中,让树脂浸润增强材料,最后充满整个模具,制品固化后,揭去真空袋材料,从模具上得到所需的制品。该工艺在1950年就出现了专利记录,但在近几年才得到发展。在真空环境下树脂浸润碳纤,制品中产生的气泡极少,制品的强度更高、质量更轻,产品质量比较稳定,而且降低了树脂的损耗,仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品,能较好地控制产品厚度。一般应用于船艇工业中的方向舵、雷达屏蔽罩,风电能源中的叶片、机舱罩,汽车工业中的各类车顶、挡风板、车厢等。

总结:随着碳纤维复合材料应用的深入和发展,碳纤维复合材料的成型方式也在不断地以新的形式出现,但是碳纤维复合材料的诸种成型工艺并非按照更新淘汰的方式存在的,在实际应用中,往往是多种工艺并存,实现不同条件、不同情况下的最好效应。同时碳纤维重量比铝轻,强度却高于钢,又有耐腐蚀、耐高温、模量高等优点,被称为“新兴材料之王”。碳纤维的产品在很多领域都有应用。希望以上的这些知识能够帮到大家,祝大家生活愉快。

H. 碳纤维增强基复合材料的加工工艺

传统成型工艺一般生产效率低,生产周期长,工作环境差,对大批量生产往往不太合适。目前,树脂转移模塑(RTM)成型工艺受到越来越广泛的关注。
RTM工艺是复合材料较为常用的一种成型工艺,该工艺是将纤维增强材料或预成坯铺放到闭模模腔内,用压力将树脂液注入模腔,浸透纤维或预成型坯,然后固化,脱模成型制品。其工艺特点为,可以制造两面光洁的制品,成型效率高,适合于中等规模(年产量为2万~5万件)的复合材料产品生产,为闭膜成型技术,不污染环境,增强材料可根据产品受力情况任意铺放。生产设备投资少,属于低成本、高性能复合材料成型技术,尤其适合于小批量、多品种汽车结构件、覆盖件的生产,国外已普遍应用。 RTM技术在国际上有较快的发展,不断派生出新的成型方法。其中真空辅助树脂传递模塑(VARTM)和西曼复合材料公司树脂浸渍模塑法(SCRIMP)是目前用得较多的较典型的派生技术。该两项成型技术利用真空辅助加压浸渍,使纤维增强材浸渍速度快、面积广、更均匀,产品质量更趋稳定并提高。真空辅助成型工艺(VARI Vacuum Assisted Resin Infusion)是一种新型的低成本的复合材料大型制件的成型技术,它是在真空状态下排除纤维增强体中的气体,利用树脂的流动、渗透,实现对纤维及其织物的浸渍,并在室温下进行固化,形成纤维增强材料的工艺方法。对于大尺寸、大厚度的复合材料制件,VARI是一种十分有效的成型方法;采用以往的复合材料成型工艺,较大的模具选材困难,而且成本昂贵,制造十分困难,尤其是对大厚度的汽车结构件。VARI 成型工艺和传统工艺相比,不需要热压罐,即可在室温下固化,经裁边和表面喷涂等后处理可在较高的温度下使用;也比手糊方法制造的制件空隙率低、性能好、纤维含量高。

I. 请问碳纤维和有碳纤维成份的复合材料是用什么成型方法成型

你好!
碳纤维复合材料的成型方法有很多,如拉拔成型,缠绕成型,树脂转移模塑成型(内含碳纤维三维预制件),片状模塑法(短切纤维),热压罐成型,手糊成型。
如果对你有帮助,望采纳。

J. 碳纤维复合材料的制作工艺

1. 准备原料
2. 准备工艺托盘
3. 在工艺托盘上铺贴碳纤维
4. 做真空包
5. 抽真空
6. 固化成碳板
7. 运输碳板

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