碳纤维作为一种新型复合材料,其高硬度、轻质型的特点,以及耐腐蚀的特性,已经被广泛的应用到航空航天,轨道交通等诸多行业和领域。碳纤维一般与基材(树脂)组合后以复合材料的形态进行使用的,根据最终产品的形态和特征,采用各种各样的成型方法,通常来说主要有拉拔成型、长丝缠绕成型、树脂传递模塑成型、冲压成型、热压罐成型烘箱成型、卷绕成型、注射成型等。

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1、拉拔成型也称为拉挤成型,这是将浸渍液态树脂的碳纤维引入和穿过模具,对其加热固化的连续成型法,适用于杆状、管状等具有一定截面形状的成型品。

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2、长丝缠绕法,这是将浸渍液态树脂的碳纤维丝束缠绕在心轴上,进行加热固化成型。有两种方法,一种是一边将碳纤维浸渍在树脂槽中一边进行卷绕的方法,另外一种是将预先浸渍在树脂中的丝束材料进行卷绕方法。适用于管状和灌状成型品。

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3、树脂传递模塑成型,也叫RTM成型,这是在一堆雌雄的密封型模具中,配置碳纤维预成型件,将液态树脂压入、浸渍、加热固化的方法。仅使用阳模在真空压力下固化的方法称为VARTM成型,适用于中小型,VaRTM适用于大中型成型品。

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4、冲压成型,这是将预浸料或smc等浸渍树脂的薄片层叠在模具上,一边施加压力一边加热固化的方法。适用于大量生产品的成型方法。

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5、热压罐(AC)成型法,热压罐简单来说就是压力锅。在成型模具上叠预浸渍料,盖上膨胀膜进行减压,在热压罐内施加压力加热固化。该成型方法适合制造高品质、高性能产品,但由于成型周期长,成本高。

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6、烘箱成型法,与热压罐成型一样,在成型模上层叠预浸料,盖上膨胀膜进行减压,但在真空压力下加热固化。虽然在性能方面稍逊于热压罐成型,但运行费较低,是可用于大型成型的方法。

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7、卷绕成型,这是在芯轴上缠绕预浸料厚,加热固化进行脱芯的成型方法。适用于管状和辊状中小型成品的制造。

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8、注射成型法,也称为注塑成型,是将碳纤维增强尼龙和聚碳酸酯等热塑性树脂原料进行加热熔融,并注射到模具腔内,机械物性会有所下降,但这是一种适用于短周期、复杂形状成型的方法。

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碳纤维针对不同的使用行业和用途,使用不同的成型方法,最终达到所需工件的毛坯,然后再通过大荣五轴加工中心的雕铣切割,最终完成碳纤维工件的成品。上面我们也曾提过,碳纤维的硬度极高,所以对其加工可塑时,也是非常困难的,但通过五轴加工中心机床时,对其进行相应的切割、雕铣加工,可以达到需要的工艺。