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碳纤维复合材料制品成型中的应用

信息来源:www.alliedexteriors.net  |   发布时间:2019年10月14日
碳纤维复合材料制品成型中的应用

碳纤维复合材料制品成型常见的工艺有三种,分别是:模压成型、真空热压罐成型、纤维缠绕成型,而碳纤维模压成型应用最为广泛。碳纤维模压成型工艺流程主要是预热-加料-合模-固化-脱模等四个步骤,生产出的碳纤维制品经过打磨加工,做成成品。

在模压过程中,要特别注意模具温度、压力和时间这三个要素。温度对熔融、流动、和固化有决定性的影响,模压成型温度是指碳纤维物料在成型时,按照工艺要求需要达到的模具温度,对碳纤维物料的熔融、流动以及树脂的交联反应速度有决定性的影响,直接决定了碳纤维产品的质量。

智能高精度模温机

为了控制模压成型温度,碳纤维模压成型中经常要用到碳纤维模温机。在生产作业过程需要把模具先加热,使用碳纤维模温机预热模具,然后放入树脂和碳纤维预浸布到模具内,合模之后继续加温,待混合物充分反应固化,当模压温度达到设定值的时候,进行一段时间的保温,这一阶段是碳纤维成型的关键,温度必须控制准确。为防止物料成型之后继续收缩而出现翘曲现象,碳纤维模温机不仅仅只是加热,还需要冷却功能,需要通过模温机的冷却系统,对模具进行降温。

碳纤维成型过程模压温度控制是最重要的一个环节,智能高精度模温机在碳纤维复合材料制品成型中的应用显得尤为重要。

模温机在碳纤维复合材料制品成型中的温度控制是怎样的呢?虽然每种碳纤维预浸料成型固化的温度和持续时间可能都不同,但是碳纤维预浸料成型固化基本分为三个阶段。

第一阶段是升温过程,用模温机加热模具,树脂达到融流状态后维持一定的时间。这个温度条件下不足以引起产品的快速固化,但是树脂呈现融流的状态,随着树脂的流动,整个产品的含胶量趋于均匀化。随着树脂的流动,在导气纱的作用下预浸料中的气体充分被带动并导出,最终被真空系统抽走,这一阶段也是产品孔隙率保证的重要阶段。所以第一阶段的温度设定和持续时间非常重要,需要充分掌握碳纤维预浸料成型的工艺参数的设计。

第二阶段继续升温至碳纤维预浸料固化温度,模温机需要保持温度在155度左右,持续一个小时左右。碳纤维预浸料主要在这一时间段内发生固化反应,完成放热峰。因此这一阶段的温度控制要求较高,既能让物料充分发生化学反应,又不会导致树脂放热峰温度太高。过高的放热峰导致产品的内应力大,碳纤维预浸料成型过程收缩大产生褶皱,也有损模具的寿命。

碳纤维模压成型中,模具温度过高,会使物料的交联反应过早开始和固化速度太快,造成模腔内物料内外层固化不-,表层物料先硬化,而内层固化时,交联反应产生的低分子物难以向外挥发,会使碳纤维制品发生肿胀、出现开裂和翘曲变形还会对碳纤维制品的性能有一定影响。当物料内层固化完成后,表面已经过热,树脂等材料就会分解,这样会导致碳纤维制品的机械性能下降。

而温度过低,物料流动性降低,固化速度变慢,交联反应不能充分进行,那么制品的强度会变低,并且低温固化不完全的表层会承受不住内部的压力,所以会出现肿胀。

第三阶段是从第二阶段升温至碳纤维预浸料成型后固化温度,并在后固化温度下维持一定的时间。这一阶段树脂充分地完成交联反应形成致密的网状结构。用于反应聚合程度的玻璃化转变温度在这一阶段形成并达到要求。

一般情况下,在一定的温度范围内,如果模具的温度升高,那么物料就会具有更好的流动性,交联固化的速度加快,从而能提高生产效率。但是如果温度过高就会导致物料交联固化过早开始,那么固化速度太快,这时有人会说:那很好啊,这样生产效率更高。其实不然,这样会造成模腔内物料的内外层固化不一,表面的物料会先硬化,而当内层固化时,交联产生的一些物质难以向外挥发,就会使得制品肿胀、开裂、变形。

由于碳纤维成型过程需要先加热,使碳纤维模温机预热模具,然后将预没布和树脂放入,合模之后继续升温,待混合物充分反应固化,达到最高模压温度后进行-段时间的保温,这一 阶段是碳纤维成型的关键,温度必须控制准确。为防止物料成型之后继续收缩而出现翘曲现象,需要通过碳纤维的冷却系统,对模具进行降温整个过程对碳纤维模温机的要求也更高,因此碳纤维模温机不仅仅只是加热,还需要冷却功能。

智能高精度模温机

通过对碳纤维行业不断深入和了解,欧能机械发出适用于碳纤维行业的智能高精度模温机。碳纤维模温机可为油式模温机和水式高温急冷急热模温机,油温机最高使用温度300C,采用PLC电脑控制,触摸屏操作,简单方便,水式高温急冷急热水温机最高使用温度180度,采用PLC控制,通过内部阀门切换,可实现自动化控制,无需人工操作。


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