越來越多的工業零部件采用碳纖維復合材料制造。首先,像 云南省碳纖維這樣的輕質材料在工業生產中是非常需要的。第二,中國的碳纖維技術不斷提高,很多以前無法達到的碳纖維零部件一一實現。然而,要制造出符合性能標準和滿足要求的碳纖維零件仍然是困難的。
以形狀簡單的碳纖維圓管為例。在生產過程中,碳纖維預浸料往往以合理的角度敷設,層數根據管壁厚度確定。有一種特殊的卷取設備。用兩個圓形熱軋輥軟化碳纖維預浸料上的樹脂膠粘劑,將預鋪好的預浸料軋在芯模上,通過旋轉的熱軋輥與芯模之間的摩擦壓實。
然后將軋制好的碳纖維預浸料和芯模放入熱壓爐中加熱加壓固化。軋制碳纖維預浸料前要注意在芯模上刷脫模劑,否則固化的碳纖維圓管會緊緊附著在芯模上,無法去除。當芯模通過脫模機從碳纖維方管中彈出時,出現碳纖維方管。
碳纖維方管
碳纖維管
但目前碳纖維圓管不符合使用要求,表面需要加工。經過車削、銑削、鉆孔、研磨等幾道工序,碳纖維方管基本成型。有了最后的測試環節,就可以放心地交付給客戶。
第二種就是在碳纖維管的表面噴涂上耐高溫的涂層,這個方法在目前來說是比較可靠的一種,而且已經有了不少成功的案例。當然該方式也存在一些弊端,就是涂層是有使用期限的,而且涂層被破壞,會立刻失去效果。
在碳纖維零件中,碳纖維圓管結構最簡單,生產難度較小。而碳纖維方管、碳纖維半圓管、碳纖維減速器、碳纖維彎管、帶法蘭的碳纖維方管等異形管的加工難度線性增加。我們也遇到過很多碳纖維零件和其他材料同時被應用和加工的情況,生產成功率難以控制。 云南省碳纖維材料確實很優秀,但是加工的枷鎖只能通過積累經驗和試錯來達到好的效果,目前的技術沒有有效的解決方案。
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