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碳纤维材料的成型工艺方法及应用

碳纤维材料成型主要有两种，一种是热固化成型，一种是热塑型成型

。

热固化成型是指将碳纤维按不同方向、不同层数铺设出制品形状 ,在一定压力和温度下固化成型 .而复合材料成型工艺 ,较常见的有以下 5种 .

裱糊成型工艺

它是用手工将预浸料裱糊在模具上 ,然后固化成型 .此法的优点是工艺装备简单 ,手工完成比较复杂的操作 ,能加工出形状复杂的零件 ,适用于小批量生产 ;缺点是生产效率低

,劳动条件差 ,劳动强度大 .笔者采用该工艺试制出的碳纤维整体车架样件 ,表观质量尚可 ,但尺寸精度较差 ,工艺稳定性差 .

与热固性材料相比，其具有以下优点：

a.

韧性高，抗冲击，

b.

成型工艺简单，加工速度快，可提高工作效率几倍到几十倍

预浸料特性与优点

幅宽可达1600mm，也可分切成75mm、150mm、300mm的预浸带；

具有良好的韧性；

生产过程可以二次涂胶，能满足自动铺带对预浸料粘性和铺覆性的特殊要求；

适用于真空袋、模压、软模、热压罐等工艺成型；

适于低、中、高温固化

预浸料单位面积纤维质量范围为 50g-600g /㎡；

预浸料树脂控制

单向预浸料树脂含量30%-40%±2%

织物预浸料树脂含量40%-60%±3%

c.

容易修补，可多次成型

d.

可以回收重复使用，有利于环保

e.

节省能耗40-60%

f.

预浸料无储存寿命，节约储存和运输成本

碳纤维发展简史：

1860年，斯旺制作碳丝灯泡

1878年，斯旺以棉纱试制碳丝

1879年，爱迪生以油烟与焦油、棉纱和竹丝试制碳丝（持续照明45小时）

1882年，碳丝电灯实用化

1911年，钨丝电灯实用化

1950年，美国Ｗright--Patterson基地开始研制黏胶基碳纤维

1959年，美国ＵＣＣ公司生产低模量黏胶基碳纤维“Ｔhornel—25”，日本大阪工业试验所的进藤昭男发明了ＰＡＮ基碳纤维

1962年，日本碳公司开始生产低模量ＰＡＮ基碳纤维（０.５吨/月）