碳纖維方管表面缺陷的簡單處理方法
碳纖維方管表面缺陷的簡單處理方法
對于質量的要求是,應積極使用多種工藝方法,不斷改進工藝流程。在碳纖維管材制造方面取得領先于同行的技術成就。方管、圓管、異型管等多種不同口徑、厚度、長度的碳纖維管材成品外觀光滑、管壁厚薄均勻,口徑尺寸統一,成品跳動可控制在0.03以下、動平衡500轉2g以內。
簡單介紹以下三種碳纖維方管處理方法:
1.預壓實與溫度控制:
要解決碳纖維管材表面缺陷的重要一步就是在碳纖維預浸料鋪放過程中,將預壓實和合適的溫度控制結合起來。具體的操作要領是在鋪料過程中,每鋪放完幾層,就在一定溫度下進行與預壓實,施加一定的壓力以壓緊各層纖維。
這種及時的預壓實可以防止纖維松弛的層層積累,在一定的壓力和溫度等工藝條件下,排除預浸料毛坯中多余的樹脂、空氣泡和低沸點物質,使毛坯致密并基本上達到預定的厚度。經過預壓實的毛坯在固化工序中不需再進行吸膠,碳纖維復合材料中的樹脂含量和管材的厚度都能得到有效的控制。
2.借助熱縮套管的壓力:
除了上述方法外,還可以利用熱縮工藝提升碳纖維管材的表面質量及制造精度。在高溫固化時,熱縮材料能有效地傳遞熱壓罐的壓力,并均勻地消除真空袋及透氣氈的皺折對碳纖維復合材料的影響。例如采用熱縮套管的熱縮特性對復合材料進行均壓,在對碳纖維復合材料預浸料進行加熱時,樹脂軟化,熱縮管在達到一定的收縮溫度后將發生收縮變形,在口徑均勻縮小過程中壓實了復合材料疊層塊。經過熱縮工藝的碳纖維復合材料管經封裝后再進行固化工藝,固化成型后脫模并剝離熱縮管。
具體選擇什么樣的熱縮材料,需要根據材料的收縮溫度、收縮率和耐溫性等幾個參數進行綜合考慮。在熱縮工藝的使用中應做好以下兩個問題的防范:一是熱縮時熱縮管的破裂;二是收縮會引起表面層纖維的錯位。所以一定要控制好溫度,加熱必須要均勻,盡量使收縮進程變得緩慢,減少縮變的劇烈性。
3.選取適宜的材料:
碳纖維復合材料管材對內徑尺寸精度控制不嚴,但對外徑要求較高,模具的選擇對外徑尺寸有較大影響。對于纖維纏繞工藝或者卷制工藝來說,因為纖維纏繞時受到壓緊力,要求其集合形狀基本保持不變,因而在芯模原材料的選擇上,最好選擇具有良好剛性的金屬材料,如鋼和硬鋁,鋼的密度和硬度都比硬鋁大,但鋼的熱膨脹系數不及硬鋁。
高性能碳纖維方管制品是在高溫下進行固化的,如果采用硬鋁芯模,可通過硬鋁熱膨脹產生的固化內壓,提高碳管的密度和力學性能。所以在高性能碳管的纏繞工藝中,芯模宜選用硬鋁。為有效提高管材成型的質量,威盛新材選擇芯模的原則是用線膨脹系數較大的彈性材料做成型模,以線膨脹系數小的鋼材作為輔助模,成型時通過彈性材料傳遞壓力,施加壓力,實驗證明這種方法效果理想。