碳纤维复合材料制品常用成型工艺包括:热压罐成型工艺、模压成型工艺、纤维缠绕成型工艺、拉挤成型工艺,接下来我们对不同工艺间的特点进行一下说明:
一、热压罐成型工艺
热压罐成型是目前广泛使用的树脂基复合材料的一种整体成型工艺,是利用热压罐内的高温压缩气体对预浸料进行加热加压,使材料固化。它在工业生产中起着重要的作用。例如,在飞机机身、舵、升降机、机翼蒙皮、尾部等结构部件中使用的碳纤维增强热塑性复合材料的80%是通过热压罐成形工艺制造的。优点是受压/受热均匀、产品质量稳定,缺点是能耗大,投资和生产成本高,效率却比较低。
二、模压成型工艺
模压成型工艺是通过塑化、模腔流动与填充、树脂固化等不同阶段的反应来实现的。优点是产品表面光洁,尺寸精度高,机械性能稳定,制品的收缩率小且重复性较好,不足之处在于模具制造复杂,成本较高,整个制作工艺成型周期较长。
三、纤维缠绕成型工艺
纤维缠绕工艺是将浸渍有树脂的连续碳纤维预热后包覆在芯模上。预浸料通过连续加热和压力熔合成一体,经层层粘结后形成一定成分的产品。
四、拉挤成型工艺
拉挤成型工艺是在树脂中渗透碳纤维,在挤出模具的压力作用下,在牵引设备的作用下形成和固化碳纤维,并连续成长为无限长的复合材料制品的过程。
虽然这些新型成形技术具有高效、低成本、低能耗、自动化程度高等一系列优点,但碳纤维在我国的发展仍处于起步阶段,仍需依靠传统的成形方法。