解讀碳纖維復合材料
碳纖維復合材料是性能*的復合材料，主要特點是重量輕，強度高，耐疲勞性好。另外由于其耐高溫、耐腐蝕、容易加工等特性，被廣泛用于航空航天、汽車、醫療、無人機等各個領域。由于碳纖維生產工藝非常復雜、而且價格相對較高，所有在日常生活當中并不多見，尤其是高性能碳纖維由于國外的技術壁壘和材料限制，目前僅僅在、航天等科技領域內大范圍使用。如新式戰斗機、火箭、精確制導、方艙中都有碳纖維的身影。
圖1.直升機復合材料部件
碳纖材料是種高性能的新興材料，由于其質輕高強耐腐蝕等優良的材料性能，很多領域都想要以碳纖維復合材料來替代傳統材料來提升產品的整體性能。然而很多客戶在聯系碳纖維制品廠家之后發現使用碳纖維成本會較傳統材料高很多，經常會不理解碳纖維復合材料為什么那么貴?
1、碳纖維原料本身貴
碳纖維的核心生產技術壟斷在日本、美國等發達國家內，由于涉及國防工業，一直以來都對中國實行嚴密的技術。在過往碳纖維基本無法國產，通過國家政策支持及國內企業努力發展，目前國內碳纖維已經能批量生產T800以下的碳絲，但是產品品質上相對日產稍差。T800產品國內僅能小量生產，T800以上及M系列國內無法量產，原絲材料被國外壟斷甚至禁售，所以價格比較高。另外生產碳纖維的材料本身較貴，而且工藝非常復雜，所以碳纖維原絲售價均不便宜。目前低端碳纖維由于國內可以量產及國外低價產業打壓，原絲價格相比以往要便宜很多，但是碳纖維材料仍然是高價奢侈品。
圖2.碳纖維復合材料在汽車改裝上的應用。
2、碳纖維復合材料制作工藝成本高
碳纖維原絲想要應用必須制作復合材料才能具體加工成想要的產品，碳纖維絲需要編制成布，還需要和樹脂結合制作預浸料。制作碳纖維產品需要高溫固化、真空導入、熱壓罐等生產工藝，制作過程非常復雜，要求精度高，對技術人員要求很高。在碳纖維產品開發設計方面，碳纖維鋪層、強度測試等需要大量實驗，如耐鹽霧、耐腐蝕、透波率等測試，同時需要開發高精度模具，這樣直接提升了產品整體的成本。部分碳纖維制品需要耐高溫、高強度，樹脂和纖維型號的選擇上提升也會讓碳纖維產品價格升高。
樹脂基復合材料主要的成型工藝有：熱壓罐工藝OOA、RTM、VARI、RFI、拉擠工藝、纏繞工藝、模壓工藝等等。通過熱壓罐工藝制備的復合材料具有壓力、溫度均勻，可調可控，使成型或交接制品質量一致、可靠；孔隙率低、樹脂含量可控并均勻；加壓時可抽真空，使低分子物易于排出。基于以上幾點，比其他固化成型方式能更有效保證制品的力學性能和制品質量，產品整體成型性好。而且熱壓罐工藝制備的產品還具有更高的纖維含量、低孔隙率、性能優良、成品率高，產品的質量穩定，重復性好，制品精度較高。
熱壓罐工藝在制備產品的過程中還需要用到多種的輔助材料，主要包括：脫模布、可剝布、隔離膜、透氣氈、真空袋膜、高溫壓敏膠帶、密封膠條、脫模劑等。熱壓罐工藝對輔助材料的性能也有較高的要求，輔助材料的選擇與使用也影響產品的性能，同時有較大的用量。
圖3.常用的輔助材料
2.1 熱壓罐工藝流程
2.1.1模具準備
模具是制作產品以及不同造型的基礎，對于新購買的模具、返工的模具以及3個月未使用的模具按下述操作進行：
a) 使用丙酮等溶劑對模具表面進行溶劑清洗，確保模具表面應無目視可見的灰塵、臟污等,干燥的白布上也不應該有任何可見的臟污；
b) 用封孔劑對模具進行封孔處理，金屬模具以及玻璃模具表面需涂覆至少3次，復合材料模具需涂覆至少4次，每次間隔l0min?15min;
c) 使用脫模劑涂覆模具表面，脫模劑涂覆3次，每次間隔l0min?15min，且層涂完后,驚干至少30 min。
重復使用的模具用銅棒或塑料板清除模具表面污漬，并用干燥的清潔白布擦拭模具表面，確保模具表面應無目視可見的灰塵、臟污等。模具表面涂覆2次脫模劑，且層涂完后，晾干至少30 min;
圖4.模具清理
2.1.2 預浸料裁剪
下料前應核對預浸料、膠膜等的規格、批號、數量、生產日期等信息，并檢查累積外置時間是否超出使用期。從冷藏間取出的預浸料應待密封袋內溫度達到室溫后(在室溫下放置不少于6h)，方可啟封取出預浸料進行裁剪。
圖5.預浸料回溫解凍處理
2.1.3 預浸料鋪貼
按照工藝規程核對預浸料鋪層順序和方向，沿著模具鋪層定位基準線或 激光投影儀的輪廓線鋪貼預浸料，逐層鋪貼、逐層檢查、逐層記錄。每一層都應 當鋪貼準確到位，保持平整，不得“架橋"、“打折"、“裹氣"和“帶入雜物"。如果預浸料有雙面保護膜，鋪完一層時保留最外層的保護膜，在下一層鋪 貼之前除去。在鋪貼過程中，特別注意要防止遺留下的保護膜或離型紙等夾雜物殘留到零件中。
圖6. 預浸料鋪貼操作過程
2.1.4 制袋
預浸料鋪貼完成后鋪放輔助材料，按圖7鋪放輔助材料，密封真空袋，接通真空系統，檢查氣密性，對包容制品的真空袋抽真空。抽真空時，應防止真空袋產生架橋現象。如產生架橋，應停止或降低真空度，進行修正。
圖7. 輔助材料鋪放順序
2.1.5 固化
在確保真空袋密封不漏氣的情況下可以進行固化操作，熱壓罐工藝需要將產品送入熱壓罐內進行加壓、加熱固化。不同的樹脂都有著不同的固化制度，在固化過程中需要通過熱電偶時時監控制品的溫度，對每個零件按熱分布鑒定出的和滯后熱電偶位置上至少放2個熱電偶監控整個固化周期，為了防止熱電偶失效，建議每個位置放置兩個熱電偶。對于沒有測試熱分布的模具，可將熱電偶放在制件兩個對角處。
在工藝過程中應保持壓力恒定。壓力偏差一般為±0.03 MPa。當制品溫度達到規定的固化溫度后，應保持恒定到規定的時間。恒溫階段的最短時間和溫度取決于滯后的熱電偶，溫度取決于的熱電偶。恒溫階段應精確控制溫度，溫度偏差一般為±3 °C。固化完成后，制品降溫到規定的溫度以下，可以開罐取出制品。
圖8. 進熱壓罐固化、脫模后的制品
然而，碳纖維復合材料價格貴，但是還是有很大的突出優勢，奧琳斯邦復合材料公司生產的碳纖維復合材料制品應用在各個領域中，能很好提升產品性能，比如汽車領域，可以減輕整車重量，降低能耗，提高整車強度。在醫療領域，應用在醫療CT床板使用，X射線透過性能優于其他任何材料，是目前應用材料且不可替代，應用航空航天領域，更是擁有的優勢。
| 仟漁 |
同類優質產品
會員登錄X請輸入賬號 請輸入密碼 請輸驗證碼 提示X您的留言已提交成功！我們將在第一時間回復您~
歐亞貿易網 設計制作，未經允許翻錄必究 .Copyright(C) http://www.bjyhs998.com,All rights reserved. 以上信息由企業自行提供，信息內容的真實性、準確性和合法性由相關企業負責，歐亞貿易網對此不承擔任何保證責任。溫馨提示：為規避購買風險，建議您在購買產品前務必確認供應商資質及產品質量。 |
所有評論僅代表網友意見，與本站立場無關。