赛车碳纤维车身制造模具方案(赛车碳纤维零件及模具预浸料工艺)

一级方程式赛车

高性能赛车运动的需求要求在短时间内不断地对碳纤维部件进行高科技改造。复杂的屏幕设计被创建并交付到轨道上以便立即安装。对于一些团队来说,设计和交付之间的时间可能少于45小时。

这是怎么做到的?都在模具里。

许多碳纤维零件在高压釜(高压烘箱)中模压成型,温度在120℃180℃之间,压力高达6bar。用于成型零件的模具必须由能够在这些条件下工作的材料制成。为了保持精度,模具还必须与零件的热膨胀相匹配。有趣的是,模具通常是由与成型碳纤维的零件相同的材料制成的!通常,价格不低。

在高性能赛车运动中,碳纤维零件通常由预浸料制成,预浸料是编织或单向形式的碳增强材料的组合,浸渍有特定量的树脂(通常是环氧树脂)。预浸料需要加热、时间和压力来固化树脂并生产成品层压板。

该零件是通过将一系列预切预浸料片装配到一个负形模具中来创建的。在高压釜中处理后,新形成的阳性部分被移除。然而,在这一切发生之前,必须先创造模具。因此,模具的快速生产是这一过程的关键环节。模具是由一种称为工装预浸料的反应型产品制成的。

模具生产

模具预浸料层压在原模上,通常产生大约56毫米的模具厚度。为了保持准确度,最初在原模上的低温(通常为5560°C)下固化,然后在独立状态下,在高达200°C的高温下进行后固化。

生产时间很宝贵。8小时的初始固化时间和20小时的后固化时间占完全生产零件所需45小时的63%。因此,在保持高表面质量的同时,尽可能缩短模具材料的加工时间是至关重要的。

复杂1m²零件的典型工艺路线为:

1.设计验证:2小时

2.制作主图案(代表最终组件形状的正形状):3小时

3.原模上的碳纤维模具层压,通常需要:4小时

4.初始模具固化(55固化=高压釜中的全部时间):8小时

5.模具终饰(含后固化):20小时

6.碳纤维部分层压:1小时

7.炭素件固化(全时高压釜):6小时

8.最终零件的修整和修整:1小时

9.交货

总生产时间:45小时

注:如果最终零件的性能特性不需要如此高的规格,则通常可以缩短固化时间,将总生产时间缩短810小时。

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