碳纖維/復合材料的8種成型方法
2022-11-10
來源：三菱化學官網
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碳纖維一般與母材（樹脂等）組合后以復合材料的形態進行使用。碳纖維/復合材料性能優異，具有比強度高、比重小、比模量高、耐超高溫、抗疲勞及耐腐蝕性能優異等特點，是輕量化的關鍵材料，在航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、汽車等領域廣泛應用。
碳纖維/復合材料根據最終產品的形態和特性，可以采用各種各樣的成型方法（加工方法）。同時，為提高最終產品物性和外觀、縮短成型時間等，碳纖維/復合材料成型方法日趨完善。下面，我們來看一下具有代表性的成型方法。也稱為拉擠成型。這是將浸漬液態樹脂的碳纖維引入和穿過模具，對其加熱固化的連續成型法。適用于桿狀、管狀等具有一定截面形狀的成型品。
這是將浸漬液態樹脂的碳纖維絲束纏繞在心軸上之后，進行加熱固化的成型法。有兩種方法，一種是一邊將碳纖維浸漬在樹脂槽(浴槽)中一邊進行卷繞的方法，另一種是將預先浸漬在樹脂中的絲束材料進行卷繞的方法。適用于管狀和罐狀成型品。這是在一對雌/雄的密封型模具中，配置碳纖維預成型件（將碳纖維預成型為產品形狀的產品、織物等），將液態樹脂壓入、浸漬、加熱固化的方法。僅使用陰模在真空壓力下固化的方法稱為VaRTM成型(真空輔助RTM)。RTM適用于中小型，VaRTM適用于大中型的成型品。這是將預浸料或SMC等浸漬樹脂的薄片層疊在模具上，一邊施加壓力一邊加熱固化的方法。三菱化學確立了基于高循環及預成型技術的PCM（預浸料模壓）成型法，也可以與SMC材料進行混合成型。適用于大量生產品的成型方法。熱壓罐簡單地說就是壓力鍋。在成型模具上層疊預浸料，蓋上膨脹薄膜（用于制造真空狀態的薄膜）進行減壓，在熱壓罐內施加壓力加熱固化。該成型方法適合制造高品質、高性能產品，但由于成型周期長，成本較高。與熱壓罐成型一樣，在成型模上層疊預浸料，蓋上膨脹薄膜進行減壓，但在真空壓力下加熱固化。雖然在性能方面稍遜于熱壓罐成型，但運行費用低廉，是可用于較大型的成型品的成型法。
這是在芯軸（鐵芯）上纏繞預浸料后，加熱固化進行脫芯的成型方法。適用于管狀和輥狀中小型產品的制造。
也稱為注塑成型，是將碳纖維增強尼龍和聚碳酸酯等熱塑性樹脂原料(粒料)進行加熱熔融，并注射到模具腔（間隙）的成型方法。機械物性會有所下降，但這是一種適用于短周期、復雜形狀成型的成型方法。
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