复合科学技术指南

您知道吗，最早的复合材料是 4,000 年前用泥土和稻草制成的？如今，制造商每年使用 65,000 至 85,000 公吨 碳纤维复合材料。随着使用的复合材料呈指数级增长，保持信息灵通是关键。继续阅读本文以了解复合科学与技术。

复合材料的重要性

复合材料为制造过程提供了独特的优势。 碳复合材料提供符合设计规范的坚固、耐用、轻便的产品。碳纤维增强聚合物 (CFRP) 彻底改变了工程过程。由于 CFRP，特定的汽车和航空航天部件现在重量更轻。这转化为更低的悬架要求、更小的车轮、轮胎和发动机。耐腐蚀的碳纤维部件可减少开支并简化制造过程。它们还提供更长的寿命。

复合科学与技术

了解用于创建这些复合材料的科学和技术非常重要。因此，该过程包括几个步骤。

预浸料

预浸料包含复合增强材料，例如用活性树脂预浸渍的碳纤维。因此，这些树脂包含硬化剂。创建复合材料部件通常涉及将预浸料分层放入模具中。

高压釜固化

然后将复合树脂模具放入高压釜内。然后加热到“固化温度”，使树脂发生反应并固化。

高压灭菌固化

有些零件，尤其是航空航天工业中的零件，对于高压灭菌器来说太大了。因此， 非高压釜固化程序提供了替代解决方案。创建无空隙复合部件涉及两个关键因素。该过程必须保证空气疏散并保持质量。高压釜外的预浸料包含两个外表面，上面铺有树脂膜。部分浸渍树脂的中心形成干纤维内部。这种预浸料结构减少了室温下堆叠预浸料之间的空气滞留。养护在室温下，最佳的非高压灭菌树脂应该：

• 具有较低的反应性以避免冷流
• 保留多孔区域，以便在高温下排出空气
• 迅速降低粘度以允许在凝胶化之前浸渍多孔区域

要减少内部空隙，平衡树脂流动和胶凝时间至关重要。这意味着在整个固化过程中保持适当的温度。

气囊成型

将复合材料应用于气囊后，将其放入阴腔模具内。然后将模具夹紧并加热以固化零件。在固化过程中，气压迫使层压板抵靠外腔。结果，这将它整合在模具内，形成坚固、轻便、中空的结构。

铸造成型

铸造成型是生成多个相同部件的有效方法。同时，这种方法允许在不影响生产的情况下进行修改。创建铸模后，它们会填充复合材料。材料固化，然后模具被移除并重新使用。这会产生较低的工具和制造成本。

压缩成型

压缩成型包括将预浸料放入阴模腔中。然后用阳模模腔压缩。模具开始预热至特定的固化温度，从而缩短固化周期时间。因此，这允许 3 到 25 分钟的固化时间。