碳纤维管卷制加工及碳纤维铺层设计

碳纤维管作为基础碳纤维制品在多个领域中取得应用,像一些体育器材类的球杆还有支架等结构件都应用到了碳纤维管。碳纤维管应用较多的成型工艺是卷制成型,本文小编给大家具体来介绍一下碳纤维管卷制加工及碳纤维铺层设计。

在制作碳纤维管之前需要将准备工作做好,根据所需管材的规格以及要求裁好所需预浸料以及选好合适的内芯模具,将模具擦拭干净接着在模具上涂上一层脱模剂方便之后的脱模。这些做完之后就可以进行卷管了,先将预浸料的两端粘贴到模具上,然后利用卷管机的热压原理将预浸料均匀的卷制到内芯模具上,一层一层的卷制,当所有预浸料都卷制完毕后再在最外层碳纤维预浸料的表面上裹上一层薄膜(OPP),接着送入高温固化炉中,在一定时间的高温环境下固化成型。之后再把裹上的OPP撕掉就得到了碳纤维管的毛坯。

一般对于碳纤维管的毛坯还要进行一些后加工处理才能够得到最后的碳纤维管,一般我们需要对管材进行喷漆处理,使得管材表面更加光整平滑。然后要切去两端不平整的部分保证管材的尺寸。

考虑到成型的问题碳纤维通常不会单独使用,而是与树脂等基体材料构成碳纤维复合材料,其中碳纤维主要起到承载的作用,而树脂是起到连接碳纤维以及传递载荷的作用。碳纤维的力学性能十分突出,并且能够通过合理的铺层设计尽可能的发挥出优势。

选定各个区域的连续纤维的宽度对纤维方向的一致性具有一定的影响,并且宽度越大其偏离也越大,表面纤维方向的一致性较差。同理选定各个区域连续纤维的宽度对纤维连续性和短纤维的均匀性也要影响,此竞度纤维方向的偏离会影响到连续纤维的量,与纤维之间能滑移情况的连续纤维量偏差大,表明纤维连续性差短纤维的均匀性也差。

铺叠所用的材料是预浸料,由于纤维具有宽度,不能完全按照理想的纤维路径进行铺放,因此按照理想路线进行相似处理,将铺层分成条状铺叠。为了减少固化过程中的变形,整体的铺层顺序应该遵循对称性。碳纤维复合材料结构中承载的关键是连续和绷紧,如果在预浸料的边缘出现大量断裂的纤维这将不能传递载荷。

本文重点介绍了碳纤维管卷制加工及碳纤维铺层设计,可以看到碳纤维产品加工工艺是很讲究的,当然也唯有如此才能确保产品的质量。

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