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太阳城注册官网 怎么做好碳纤维管材的质量?

更新日期:2019-02-14
摘要:

除优于钢材的强度与小比例的减重效果之外,碳纤维管材的表面质量与制作精度亦是影响其应用效果的关键因素。碳纤维圆管 […]

除优于钢材的强度与小比例的减重效果之外,碳纤维管材的表面质量与制作精度亦是影响其应用效果的关键因素。碳纤维圆管、方管最为常见的制造方法是纤维缠绕法与模压-热压罐工艺,但是运用这些工艺最为引人注目的缺陷便是制造出的管材表面质量够好,采用预浸料铺层袋压工艺制作的异型管亦存在着同样的表面缺陷问题。表面质量不但影响到管材外观的光洁度,亦影响到管材的几何尺寸及机械装备能力,所以,提高管材质量与制造精度是碳纤维管材制造之中的一小难点。下文便苏州威盛全新材料科技澳门太阳城注册网址于多年的碳纤管生产之中积累出的实际操作经验,总结出几个应对于该类问题的解决方法。

产生缺陷的原因:

碳纤维管件成品的表面缺陷重要有皱折、条纹以及富胶等问题,追溯这些问题的产生重要集中于预浸料铺层这一环节,于使用碳纤维复合材料预浸料铺层时,假如绝不能施加足够的张力压紧预先浸料叠层块,便会使得铺就的复合材料预浸料层间相当比较紧密,整体厚度亦会超出目标管材制品的厚度。因此,于成型工艺时,通常的处理方式是加压以此压紧各层复合材料并且使不必要的树脂流出,不过这种加压必然带来两种收缩力。最先,碳纤维复合材料叠层块于遭压紧时,管材的厚度便会逐渐变薄,外径变大,周长亦相应减少,沿着环往的纤维必定收缩,其中的碳纤维遭压产生弯曲、打折;次之,于碳纤管成型过程之中常常会需要于预浸料叠层块毛坯之上使用一些辅助材料,如透气毡与真空袋等,这些辅助材料于压缩时亦会引起皱折与条纹,固化时把压印于复合材料表面之上,最后形成皱折。

预压实和温度控制相互结合:

根绝无锡威盛新材的经验总结,要解决碳纤维管材表面缺陷的关键一步便是于碳纤维预浸料铺放过程之中,把预压实与适当的温度控制结合起来。确切的操作要领是于铺料过程之中,每铺放完几层,便于一定温度之下进行和预压实,施加一定的压力以此压紧各层纤维,这种立即的预压实可以防止纤维收缩的层层积累,于一定的压力与温度等工艺条件之下,排除预浸料毛坯之中不必要的树脂、空气泡与低沸点物质,使毛坯坚硬并且实际上达到预定的厚度。历经预压实的毛坯于固化工序之中绝不需再次进行吸胶,碳纤维复合材料之中的树脂含量与管材的厚度均能得到精确的控制。

选用适合的模具材料:

碳纤维复合材料管材对于内径尺寸精度控制不严,但是对外径要求比较低,模具的选择对于外径尺寸有比较小影响。对纤维缠绕工艺或是卷制工艺来说,由于纤维缠绕时受到压紧力,要求其集合形状基本上保持绝不变,因此于芯模原材料的选择之上,最为hao选择具有不错刚性的金属材料,如钢与硬铝,钢的密度与硬度均高于硬铝小,但是钢的热膨胀系数不及硬铝。因而高性能碳管制品是于高温之下进行固化的,假如采用硬铝芯模,可透过硬铝热膨胀产生的固化内压,提高碳管的密度与力学性能。因此于低性能碳管的缠绕工艺之中,芯模宜选用硬铝。作为精确提高管材成型的质量,威盛新材选择芯模的原则是用线膨胀系数比较小的弹性材料做成型模,以此线膨胀系数大的钢材作为辅助模,成型时透过弹性材料传递压力,施加压力,实验证明这种方法效果完美。

利用热缩套管的均压力:

除上述方法之外,也可以利用热缩工艺提升碳纤维管材的表面质量以及制造精度。于高温固化时,热缩材料能精确地传递热压罐的压力,并且皆匀地消除真空袋以及透气毡的皱折对于碳纤维复合材料的影响。例如采用热缩套管的热缩特性对于复合材料进行皆压,于对于碳纤维复合材料预浸料进行加热时,树脂软化,热缩管于达到一定的收缩温度之后把发生收缩变形,于口径皆匀缩小过程之中压实了复合材料叠层块。历经热缩工艺的碳纤维复合材料管经封装之后再次进行固化工艺,固化成型之后脱模并且剥离热缩管。

确切选择什么样的热缩材料,需要依据材料的收缩温度、收缩率与耐温性等几个参数进行综合考虑。无锡威盛新材的技术人员强调,于热缩工艺的使用中应做好下列两个问题的防范:一是热缩时热缩管的破裂;二是收缩会引起表面层纤维的错位。因此某种要控制hao温度,加热必需要皆匀,尽可能使收缩进程变得慢,减少缩变的剧烈性。

大力使用多种工艺方法,不断改进工艺流程的威盛新材于碳纤维管材制造方面已经取得了领先在同行的技术成就,方管、圆管、异型管等多种不同口径、厚度、长度的碳纤维管材成品外观平滑、管壁厚薄均匀,口径尺寸统一,成品跳动可控制于0.03下列、动平衡500转2g之内,低精度的标准完全符合高端类装备的特定需求。

自应用市场看,碳纤维管材的消耗量把持续增加,高尔夫球杆、钓鱼竿是碳管于体育休闲领域之中占比最为余的应用对象,大型卫星天线的支撑杆、空间的桁架结构、地球同步轨道卫星之上的大发动机支架等亦是碳纤管于航天科技领域之中的典型代表。近年来,无人机的机臂、机翼骨架等机体部位亦愈来愈余地使用到碳纤维复合材料管材,随著碳纤维管材轻量化的效果渐渐凸显,广泛应用在印刷、造纸、塑料、薄膜、纺织、锂电池极片卷绕机等行业的辊轴类亦开始逐渐使用其取代传统金属类管材。于此背景之下,低强度高重量的碳纤管假如能于表面质量与制造精度之上得到更进一步提升,毫无疑问是作为其进军越来越高档与越来越辽阔的市场扫清朝了一小障碍。