碳纤维制造过程一瞥

投稿专栏 • 2022年11月7日 20:43 • 阅读 4873

碳纤维制造过程涉及许多步骤。该过程从前体开始，即用于制造碳纤维的原材料。一旦前体纤维被碳化、氧化和上浆，它们就可以编织成织物、编织物或以两种形式直接使用（未加捻的连续线）。纤维与树脂混合，并使用热和压力形成复合材料。生产从层压板到板材、管材和连接器的所有产品。

碳制造步骤 1：制造碳纤维

该过程通常包括五个步骤：

纺纱：碳纤维制造总是从前体开始。碳纤维前体是有机聚合物，通常是聚丙烯腈 (PAN)。添加气体、液体或其他材料以实现不同的特性。纤维经过纺纱、洗涤和拉伸成长股。
稳定：添加化学品以稳定纤维。
碳化：长股然后在厌氧条件下经受高温以排出所有非碳材料。这一步创建了几乎纯碳的紧密编织链。
表面处理：然后将碳化的股线氧化以改善粘合。
上浆：所得纤维涂有材料以在纺纱和/或编织时保护纤维。选择这种涂层材料以最好地与最终产品中使用的粘合剂粘合。涂层线（丝束）缠绕在线轴上以便进一步加工。

碳制造步骤 2：创建基础产品

一旦纤维被制造和缠绕，它们就可以被编织成织物。各种碳纤维编织物可用于几乎任何用途。

然后可以对这些编织物进行进一步加工以形成 CFRP（碳纤维增强聚合物或碳纤维增强塑料）。CFRP 是一种复合材料，通常由两部分组成：基体和增强体。增强材料始终是碳纤维本身，它为复合材料提供强度和刚度。基质是将纤维粘合在一起的聚合物树脂，通常是环氧树脂。CFRP 可以单张使用或以各种方式成型。示例包括板材、管材、棒材、角钢和工字梁。它们还可以与其他几个 CFRP 层或其他材料层组合，包括范围广泛的芯材（即泡沫）。

碳制造步骤 3：设计最终产品

碳纤维制造商已经制造出多种碳纤维复合材料。这些材料可以出售给其他制造商，用于他们的产品或用于内部产品创建。几乎任何可以想象的物品都可以由这些碳纤维基材制成。所需要的只是生动的想象力和工程设计技巧。在碳纤维制造过程中必须考虑到碳纤维的独特性能。根据使用的基础产品和期望的结果，可以使用多种制造技术来制造最终产品。其中一些过程包括：