碳纤维复合材料部件的常见制造工艺

碳纤维复合材料制造工艺

有多种工艺可用于生产碳纤维部件。一些工艺(例如注塑成型)用于多种材料,而有些则更特定于碳纤维复合材料。选择哪种工艺取决于所涉及的特定复合材料、部件设计细节和应用。可用的预算和生产量也应考虑决策。

大多数碳纤维制造涉及某种类型的成型,以将碳纤维复合材料形成最终应用所需的形状。成型工艺在工具和复杂性方面可能有所不同。

开放成型

开封成型是玻璃纤维复合材料制造中常用的工艺。开模可以通过手糊完成,也可以通过喷射(一种半自动替代方案)来完成。喷射工艺包括将催化树脂和纤维喷涂到模具中,方法是将短切的纤维直接吹入喷涂的树脂流中,以便同时将材料涂覆到模具中。

手糊和真空装袋

手糊是指将干燥的碳纤维织物或预浸料板的层或层手工放置在模具上,以形成层压板堆栈。在每层之间涂覆树脂以干燥织物,然后用手辊或使用真空袋技术对各层进行减瘤。减瘤可以巩固铺层并去除层间滞留的空气,这些空气可能会导致空隙并削弱零件。

树脂注入碳纤维制造

虽然在喷涂过程中采取了减少 VOC 的措施,但越来越多的法规限制了工人接触有害空气污染物,因此需要改进这一领域。此外,对更快生产的需求推动了更自动化的碳纤维制造工艺的发展。有几种类型的树脂注入碳制造工艺可供选择。

  • 树脂传递模塑 (RTM):涉及使用两部分匹配的封闭模具,通常由金属或复合材料制成。将干钢筋放入模具中,然后关闭模具。测量并混合低粘度树脂,然后在低压或中压下通过注射口泵入模具中。
  • 真空辅助树脂传递模塑 (VARTM): 涉及仅使用真空将树脂吸入模具中,而不是在压力下泵送。这种碳纤维制造过程既不需要高压也不需要热量。由于 VARTM 工艺所需的模具成本较低,因此可以通过这种方式以更低的成本制造更大、更复杂的零件。

大批量成型方法

对于大批量生产,通常使用称为压缩成型的大批量热固性成型工艺。此过程通常使用昂贵但耐用的金属工具。片状模塑料 (SMC) 是一种复合材料,通常由夹在厚树脂糊片之间的短切纤维制成,放置在一组钢模上。一旦 SMC 准备好成型,它就会组装在加热的模具上,然后在施加高压之前关闭并夹紧。随着材料的粘度降低,SMC 流动以填充模具型腔。

也许最常见的成型工艺,即注塑成型是一种快速、高压、小体积、封闭的工艺。它最常用于热塑性塑料,但几十年来,块状模塑料 (BMC) 的自动注塑成型变得越来越普遍。BMC 注塑成型工艺涉及柱塞或螺杆式柱塞,迫使一定量的材料通过加热的料筒,将其注入加热的封闭模具中。

还有许多其他用于碳制造的大批量成型方法涉及这两种工艺或其他类似工艺的组合。其他大批量成型方法的一些示例包括管材轧制、纤维缠绕、拉挤成型、自动纤维铺放 (AFP) 和自动铺带 (ATL)。

增材制造

增材制造或 3D 打印是一种自动化流程,可从一系列 2D 横截面层创建 3D 对象。增材制造技术总是从计算机辅助绘图 (CAD) 实体模型开始。然后使用专有软件将模型切片成薄的 2D 横截面图案,这些图案告诉 3D 打印机如何堆叠 2D 切片以创建物理 3D 零件。

如今,根据所使用的 3D 打印机的规格,3D 打印使用了许多不同的材料。当今常用的增材制造方法包括立体光固化成型 (SLA)、熔融沉积建模 (FDM)、选择性激光烧结 (SLS)、数字光处理 (DLP) 和 PolyJet 打印。FDM 是纤维增强塑料最常用的方法,是碳纤维制造的最佳选择。无论使用哪种方法,3D 打印都是通常用于原型工具的方法,它允许快速使用零件来评估形状、配合和偶尔的测试。

为您的项目制造碳纤维的最佳方法在很大程度上取决于要制造的部件数量、您的预算以及部件的最终应用。一些碳纤维制造方法适合 DIY,而另一些则需要聘请专业的碳纤维制造商。了解可用的各种碳制造方法可以更容易地确定适合您应用的最佳方法。

(111)
上一篇 2024年12月8日 13:43
下一篇 2024年12月8日 13:45

猜您喜欢

  • 碳纤维能耐热吗?

    碳纤维可以耐热。 但碳纤维主要用于混凝土、塑料或环氧树脂等基体中,这可能会限制其耐热性。换言之,基体在碳纤维部件是否耐热方面起着比单独纤维更重要的作用。 例如,一些环氧树脂可以承受高达 100 °C (212 °F) 的温度,而碳纤维增强碳基复合材料可以承受 2000°C (3632 °F) 以上的温度。

    2024年6月14日
    5.9K00
  • 可以清洗碳纤维车盖吗?

    可以。您可以按照与“普通”汽车面板完全相同的方式来保养任何涂漆碳纤维。你可以用你的普通洗发水清洗它,使用粘土棒、焦油去除剂、抛光和打蜡。你实际上不是在研究碳纤维本身,而是在它上面的清漆涂层。 然而,需要注意的是,清洗碳纤维车盖时应采取适当的方法和注意事项,以避免对其造成损害。以下是一些建议: 使用温和的清洁剂:选择温和的清洁剂,最好是中性清洁剂。避免使用含有…

    2022年11月9日
    9.8K00
  • 碳纤维板在汽车行业有哪些常见应用?

    碳纤维板因其高强度重量比和其他理想性能而在汽车行业得到广泛应用。以下是碳纤维板在汽车中的一些常见应用: 这些只是碳纤维板在汽车行业中的应用方式的几个例子。碳纤维复合材料在车辆中的使用范围不断扩大,因为制造商的目标是在保持安全标准的同时提高性能、燃油效率和可持续性。

    2023年8月13日
    6.0K00
  • 哪个更好:用于造船的玻璃纤维或碳纤维?为什么?

    玻璃纤维,有几个原因。 玻璃纤维具有足够的强度来完成这项工作。 玻璃纤维布的成本远低于碳纤维布。 玻璃纤维与所有三种常见树脂相容。碳纤维只与环氧树脂相容最好,环氧树脂是最昂贵的,对工人来说也是最危险的。 用玻璃纤维建造一艘光滑的双面船更容易。 碳纤维复合材料基体比玻璃纤维复合材料基体硬得多。在一级方程式赛车中,这是一件好事。在船上,它将波涛汹涌的水面传递给乘…

    2023年2月21日
    2.6K00
  • 复合材料的制造:为什么碳纤维是最好的

    研究人员在复合材料制造过程中取得了长足进步,这包括碳纤维。复合材料制造是一个复杂的过程,需要特定的知识和设备。 您的手术需要考虑多种不同类型的复合材料。例如,这就是为什么碳纤维是最好的。 碳纤维很轻 碳纤维是目前最轻的复合材料之一。因此,如果您的应用依赖于重量非常轻的材料,那么碳纤维是您的最佳材料选择。 碳纤维经久耐用 碳纤维与钢材一样坚固,与塑料一样轻巧。…

    2022年12月15日
    5.6K00
  • 碳纤维自行车易碎吗?

    是的,碳纤维自行车在受到剧烈撞击或使用不当时可能会变得脆弱,因为这种材料虽然在拉伸和压缩载荷下非常坚固和坚硬,但很脆,如果直接被硬物击中,可能会破裂或碎裂。 碳纤维的强度是定向的,这意味着它在设计时承受的压力类型下表现良好,例如承受骑手的重量和踩踏的力量。 然而,它在运输过程中对掉落、碰撞或不当处理的能力较弱。但如果保养和使用得当,碳纤维自行车可以非常耐用,…

    2024年12月4日
    4.4K00
  • 碳纤维应该使用什么环氧树脂?

    当今可用于碳纤维的一些环氧树脂包括: 氰基丙烯酸酯:许多制造商将其称为“即时粘合剂”,非常适合粘合碳纤维增强聚合物。单组分环氧树脂:高级单组分环氧树脂专为与碳纤维一起使用而设计。 在制造和修复碳纤维部件时,常用的环氧树脂是专门用于碳纤维复合材料的高性能环氧树脂。这些环氧树脂具有以下特点: 与碳纤维相容性:选择与碳纤维相容的环氧树脂非常重要,以确保最佳的粘合和…

    2022年11月9日
    9.8K00
  • 破裂的碳纤维可以修复吗?

    根据损坏程度,修复后的碳纤维可以使用很长时间。 修复有两种类型:一种只干预受损区域的表面,称为外观修复,另一种在更深层次进行干预,称为结构修复。 破裂的碳纤维可以进行修复,但修复的可行性和方法取决于破损的程度和碳纤维的具体应用。以下是一些常见的修复方法: 表面修复:对于较小的表面划痕或破损,可以采用表面修复的方法。这通常涉及使用适当的填料或修复剂来填补破损区…

    2022年11月9日
    8.8K00
  • 不同的碳纤维编织图案及其优势

    碳纤维以其卓越的强度、多功能性和轻质性,改变了航空航天、汽车、运动器材甚至定制家具等行业。这种非凡材料的核心是复杂的碳纤维编织网络,它定义了碳纤维复合材料的机械性能、美学和功能。 这些编织碳纤维是碳纤维复合材料的基础。它们形成了一个复杂的交织纤维网络,这些纤维以特定的图案排列。这些编织赋予材料强度、刚度和承受压力的能力。它还允许定制以满足不同的需求,使碳纤维…

    2024年3月22日
    5.9K00
  • 碳纤维布加固施工流程及要求

    碳纤维布加固是一种常用的结构加固方法,通常用于增加混凝土结构、钢结构或木结构的强度和刚度。以下是碳纤维布加固的一般施工流程及要求: 材料准备: 表面准备: 应用粘结剂: 安装碳纤维布: 添加层与固化: 涂层和修整: 在进行碳纤维布加固时,需要注意以下要求: 重要的是,碳纤维布加固通常需要由经验丰富的专业施工队伍执行,以确保正确的施工和满足的性能要求。建议在进…

    2023年8月16日
    6.5K00

发表回复

登录后才能评论
分享本页
返回顶部