碳纖維材料的成型工藝方法及應用

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、不同層數鋪設出制品形狀 ,在一定壓力和溫度下固化成型 .而復合材料成型工藝 ,較常見的有以下 5種 .

裱糊成型工藝

它是用手工將預浸料裱糊在模具上 ,然后固化成型 .此法的優點是工藝裝備簡單 ,手工完成比較復雜的操作 ,能加工出形狀復雜的零件 ,適用于小批量生產 ;缺點是生產效率低

,勞動條件差 ,勞動強度大 .筆者采用該工藝試制出的碳纖維整體車架樣件 ,表觀質量尚可 ,但尺寸精度較差 ,工藝穩定性差 .

與熱固性材料相比，其具有以下優點：

a.

韌性高，抗沖擊，

b.

成型工藝簡單，加工速度快，可提高工作效率幾倍到幾十倍

預浸料特性與優點

幅寬可達1600mm，也可分切成75mm、150mm、300mm的預浸帶；

具有良好的韌性；

生產過程可以二次涂膠，能滿足自動鋪帶對預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

預浸料單位面積纖維質量范圍為 50g-600g /㎡；

預浸料樹脂控制

單向預浸料樹脂含量30%-40%±2%

織物預浸料樹脂含量40%-60%±3%

c.

容易修補，可多次成型

d.

可以回收重復使用，有利于環保

e.

節省能耗40-60%

f.

預浸料無儲存壽命，節約儲存和運輸成本

碳纖維發展簡史：

1860年，斯旺制作碳絲燈泡

1878年，斯旺以棉紗試制碳絲

1879年，愛迪生以油煙與焦油、棉紗和竹絲試制碳絲（持續照明45小時）

1882年，碳絲電燈實用化

1911年，鎢絲電燈實用化

1950年，美國Ｗright--Patterson基地開始研制黏膠基碳纖維

1959年，美國ＵＣＣ公司生產低模量黏膠基碳纖維“Ｔhornel—25”，日本大阪工業試驗所的進藤昭男發明了ＰＡＮ基碳纖維

1962年，日本碳公司開始生產低模量ＰＡＮ基碳纖維（０.５噸/月）