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碳纖維材料的成型工藝方法及應(yīng)用碳纖維材料成型主要有兩種，一種是熱固化成型，一種是熱塑型成型。

熱固化成型是指將碳纖維按不同方向、 不同層數(shù)鋪設(shè)出制品形狀 ,在一定壓力和溫度下固化 成型 .而復(fù)合材料成型工藝 ,較常見的有以下 5 種 . 

1.1 裱糊成型工藝 它是用手工將預(yù)浸料裱糊在模具上 ,然后固化成型 .此法最大的優(yōu)點(diǎn)是工藝裝備簡(jiǎn) 單 ,手工完成比較復(fù)雜的操作 ,能加工出形狀復(fù)雜的零件 ,適用于小批量生產(chǎn) ;缺點(diǎn) 是生產(chǎn)效率低 ,勞動(dòng)條件差 ,勞動(dòng)強(qiáng)度大 .筆者采用該工藝試制出的碳纖維整體車架 樣件 ,表觀質(zhì)量尚可 ,但尺寸精度較差 ,工藝穩(wěn)定性差 . 

1.2 纖維纏繞成型工藝

1.3 它是開發(fā)最早的連續(xù)成型工藝 ,即纖維通過樹脂膠槽浸上樹脂后按照一定的規(guī)律纏繞 在轉(zhuǎn)動(dòng)的芯模上 ,然后經(jīng)加熱使膠液固化成型 .它的一個(gè)突出特點(diǎn)是能夠按照制品的 受力情況 ,將纖維按一定規(guī)律排布 ,從而充分發(fā)揮纖維的強(qiáng)度 ,獲得輕質(zhì)高強(qiáng)的制 品 ;在工藝上能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、機(jī)械化生產(chǎn) ,并且生產(chǎn)周期短 ,生產(chǎn)效率高 ,勞動(dòng)強(qiáng)度 小 ,適用于制造圓柱體、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形制品 . 

1.4 拉擠工藝 它是發(fā)展速度較快的一種成型工藝 ,即纖維通過樹脂槽浸漬樹脂后進(jìn)入加熱模具固 化 ,制 成各種各樣不同形狀的型材 .其優(yōu)點(diǎn)是能一次壓制出形狀復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確的零件 ,生產(chǎn) 率高 ,但工藝裝備復(fù)雜 ,不適于制備批量小、尺寸大的產(chǎn)品 .

1.5 樹脂傳遞模壓工藝 ( RTM)， RTM( resin transfer moulding)工藝是 9 0 年代最熱門 的一種成型工藝 ,即先將增強(qiáng)材料做成預(yù)成型件放入封閉模具中 ,在真空和壓力的條 件下 ,樹脂被注入模具而固化成型 .其特點(diǎn)是 :1)工藝過程簡(jiǎn)單 ,避免了預(yù)浸料這一 中間環(huán)節(jié) ;2)低壓注膠 ,節(jié)約了附加設(shè)備的費(fèi)用 ;3)封閉式模具操作 ,作業(yè)環(huán)境清 潔 ;4)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)控制 ;5)制件表面質(zhì)量好 .因此 ,RTM 技術(shù)有很好的發(fā) 展前景 . 

1.6 編織成型工藝 三維編織的過程是參加編織的所有纖維都沿同一方向排列 ,然后每根纖維束都沿自己 的 方向偏移一個(gè)角度互相交織形成織物的過程 .采用三維編織的復(fù)合材料具有整體性和 力學(xué)的合理性兩大特點(diǎn) ,其在剪切強(qiáng)度、抗沖擊損傷特性等性能方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的層合 復(fù)合材料 ,因此采用編織結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料發(fā)展迅速，三維編織分圓機(jī)和方機(jī)兩種 ,用這 兩種機(jī)器可以編織出許多復(fù)雜的編織物 .但這些復(fù)雜形狀大多來源于兩種基本形狀— —長(zhǎng)方體和厚壁的圓管 . 熱塑性復(fù)合材料

與熱固性材料相比，其具有以下優(yōu)點(diǎn)： a. 韌性高，抗沖擊，經(jīng)久耐用 b. 成型工藝簡(jiǎn)單，加工速度快，可提高工作效率幾倍到幾十倍 c. 容易修補(bǔ)，可多次成型 d. 可以回收重復(fù)使用，有利于環(huán)保 e. 節(jié)省能耗 40-60% f. 預(yù)浸料無儲(chǔ)存壽命，節(jié)約儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本預(yù)浸料成型工藝

預(yù)浸料特性與優(yōu)點(diǎn)最大幅寬可達(dá) 1600mm，也可分切成 75mm、150mm、300mm 的預(yù)浸帶； 具有良好的韌性； 生產(chǎn)過程可以二次涂膠，能滿足自動(dòng)鋪帶對(duì)預(yù)浸料粘性和鋪覆性的特殊要求； 適用于真空袋、模壓、軟模、熱壓罐等工藝成型； 適于低、中、高溫固化 預(yù)浸料單位面積纖維質(zhì)量范圍為 50g-600g /㎡； 預(yù)浸料樹脂控制精確 單向預(yù)浸料樹脂含量 30%-40%±2% 織物預(yù)浸料樹脂含量 40%-60%±3%

生產(chǎn)的各類復(fù)合材料，可推廣用于民用飛機(jī)、工業(yè)復(fù)合材料等領(lǐng)域：如汽車，軌道交通，醫(yī)療器械；也可用于體育休閑用品如自行車等 起到減輕結(jié)構(gòu)總量，提高生產(chǎn)速度，降低制造成本，改善勞動(dòng)條件等。

產(chǎn)品應(yīng)用民用航空風(fēng)力發(fā)電工業(yè)領(lǐng)域汽車配件軌道交通海上采油醫(yī)療器材體 育休閑民用航空碳纖維復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于民用大飛機(jī)，歐洲空中客車 A380 使用復(fù)合材料達(dá) 25%左右，美國(guó)波音夢(mèng)幻客 機(jī) B787 使用復(fù)合材料達(dá) 50%。

民用大飛機(jī)、支線客機(jī)和民用公務(wù)機(jī)提供樹脂體系、高質(zhì)量的碳纖維預(yù)浸料及碳纖維復(fù)合材料制件。

風(fēng)力碳纖維高強(qiáng)度、高模量、耐腐蝕、抗疲勞等性能，可以有效地提高葉片剛度，減輕葉片重量，增長(zhǎng)葉片使 用壽命，提高風(fēng)能利用率。

隨著大絲束碳纖維的廣泛應(yīng)用，碳纖維價(jià)格的不斷降低，碳纖維在大型葉片中 的應(yīng)用已成為一種趨勢(shì)。

未來風(fēng)力發(fā)電葉片制造中，碳纖維代替部分玻璃纖維應(yīng)用于葉片、且用量逐步增 加是高性能碳纖維復(fù)合材料發(fā)展的必然結(jié)果。

工業(yè)

碳纖維及其復(fù)合材料已在汽車翼子板、車頂板、底盤、行李箱板、門內(nèi)板、輪轂、引擎罩、避震彈簧、傳 動(dòng)軸結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和耐熱件等得到廣泛應(yīng)用。

碳纖維及其復(fù)合材料由于它的優(yōu)異的力學(xué)性能，化學(xué)穩(wěn)定性，與人體的生物相容性，無毒無味，且 X 射線 透過率高，損耗低，使之在醫(yī)療器械和生物材料方面受到廣泛的重視。

隨著生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步，碳纖維在體育用品中頻頻亮相。

多年來，碳纖維在高爾夫球桿中的使用率一 直居首位，在曲棍球棍和自行車架中的應(yīng)用也逐年增多。

而在球拍、滑雪板、帆板桅桿、航海船體、壘球 及棒球球棒產(chǎn)品中同樣也可以看到碳纖維的身影。