除了優於鋼材的強度和大比例的減重作用外,碳纖維管材的外表(biǎo)質量和製作精度也是影響(xiǎng)其應用作用的重要因素。碳纖維圓管、方管最(zuì)常用的製作辦(bàn)法是纖維環繞法和模壓-熱壓罐(guàn)工藝,但運用這些工藝最(zuì)突出的缺點(diǎn)便是製作出的管材外表質量不夠好,采用(yòng)預浸料鋪層袋壓工藝製作的異(yì)型管也存在著同樣的外表缺點問題。外表(biǎo)質量不僅(jǐn)影(yǐng)響到管材外觀的光潔度,也影響到管(guǎn)材的幾許尺度以及機械裝備才能,因此,進步管材質量和製作精度是碳纖維管材製作中的一(yī)大難點。
總結出幾個應對該類問題的解決辦法。
發生缺點的原因:
碳纖維管件成品的外表缺點首要有皺折、條紋及富膠等問題,追溯(sù)這些問題的發生首要集中在預浸料鋪層這一環節,在運用碳纖維複合資(zī)料(liào)預浸料(liào)鋪層時,如果不能施加滿足的張力壓(yā)緊預浸料疊(dié)層塊,就會使得鋪就的複合資料預浸料層間相(xiàng)對較(jiào)鬆(sōng)散,全體厚度也(yě)會超(chāo)出目(mù)標管材(cái)製品的厚度。因此,在成型工藝時,一般(bān)的處理方式是(shì)加壓(yā)以壓緊各層複合資料並使(shǐ)剩餘的樹脂流(liú)出,可是這種加壓必將帶(dài)來兩種縮短力。首先,碳纖維複合資料疊層塊在被壓緊時,管材(cái)的厚度(dù)就會隨之變薄,外(wài)徑(jìng)變小,周長也相應削減,沿環向的纖維必然鬆弛(chí),其(qí)間的碳纖維被壓產生曲折、打折;其次,在碳纖管成型過程中往往會需求在預浸料疊層塊毛坯(pī)上運用一些輔助(zhù)資料,如透氣氈和真空袋等,這些輔助資(zī)料在壓縮時也(yě)會引起皺折(shé)和條紋,固化(huà)時將壓印在複合材料外表上,終究形成皺折。
預壓實與溫度操控相結合:
根絕的經(jīng)曆總結,要解決碳纖維管(guǎn)材外表缺點的重要一步便是在碳纖維預浸料鋪放過程中,將預壓實和適宜的溫度操控結合起來。詳細的(de)操作要領是在鋪料過程(chéng)中,每鋪放(fàng)完幾層(céng),就在必定溫度下進行與預壓實,施加必定的壓力(lì)以壓緊各層(céng)纖維,這種及時的預壓實能夠防止纖維鬆弛的層層堆集,在(zài)必定的壓(yā)力和溫度等(děng)工藝(yì)條件下,掃除(chú)預浸料毛坯中剩餘的樹脂、空氣泡和低(dī)沸(fèi)點(diǎn)物質,使毛坯致密並根(gēn)本上達到(dào)預定的厚度。經過(guò)預壓實的毛坯在固(gù)化工序中不(bú)需再進行吸膠,碳纖維複合資料中的樹脂含量和管材的厚(hòu)度都能得到有用的操控。
選用合適的模具資料:
碳纖維複合資料管材對內徑尺度精度操控不嚴,但對外徑要求較高,模具的挑選對外徑尺(chǐ)度(dù)有較大影響(xiǎng)。對於纖維環繞工藝或者卷製工藝來說,因(yīn)為纖維環繞時受到壓(yā)緊力,要求其調集形狀根本堅持不變,因此在芯(xīn)模原(yuán)資料的挑選上,最好挑選具有傑出剛性(xìng)的金屬資料,如(rú)鋼和硬鋁,鋼的密度和硬度(dù)都比硬鋁大,但鋼的熱膨脹係數不及硬鋁。而(ér)高性能碳管製(zhì)品是在高溫下進(jìn)行固化的,如(rú)果采用硬鋁芯模,可經過硬鋁(lǚ)熱膨脹發生的固化內壓,進步碳管的密度和力學性能。所以在高性能碳管的環繞工藝中,芯模宜選用硬鋁。為有用進步管(guǎn)材成型的質量,挑(tiāo)選芯(xīn)模的原則是用線膨脹係數較(jiào)大的彈性資料(liào)做成型模,以線膨脹係數小的鋼材作為輔助模,成型時經過彈性資料(liào)傳遞壓力,施加壓力,實驗證明(míng)這種辦法作(zuò)用理想。
使用熱縮套管(guǎn)的均壓力:
除了上述辦法外,還能夠使用熱縮工(gōng)藝提高碳纖維管材的外(wài)表(biǎo)質量及製作精度。在高(gāo)溫固化時(shí),熱縮(suō)資料能有用地傳遞熱壓罐的壓力(lì),並均勻地消(xiāo)除真空袋及透氣氈的皺折對碳纖維複合(hé)資料的影響。例如采用熱縮套管的熱縮特性對複合資料進行均壓,在對碳纖維複合資料預浸料進行(háng)加熱(rè)時,樹脂軟(ruǎn)化,熱縮管在達到(dào)必定的縮短溫度後將發生縮(suō)短變形,在口徑均勻縮小過程中壓實了複合資料疊層塊。經過熱縮工藝的碳纖維複合資料管經封裝後再進行(háng)固化工藝,固(gù)化成型後(hòu)脫模並剝(bāo)離熱縮管。詳細(xì)挑選什麽樣的熱(rè)縮資料,需求(qiú)根據資(zī)料的(de)縮短溫度、縮短率和耐溫性等幾個參數(shù)進(jìn)行綜合考慮(lǜ)。的技術人員著重,在熱縮工藝(yì)的運用中應做好以下兩個問題(tí)的(de)防範(fàn):一是熱縮時熱縮(suō)管的破裂;二是縮短會引起外表層纖維的錯(cuò)位。所以必定要操控好溫度,加熱必需要均勻,盡量使縮短進程變得緩慢,削減縮變的劇烈性。









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