本篇文章給大家談?wù)勌祭w維及其應(yīng)用技術(shù)pdf，以及碳纖維性能與應(yīng)用對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔，本文目錄一覽：，1、，汽車碳纖維的低成本應(yīng)用技術(shù)，2、，碳纖維布怎么樣？碳纖維布特點(diǎn)及應(yīng)用，3、，碳纖維材料在實(shí)際生活中有哪些應(yīng)用，4、，碳纖維管加工與應(yīng)用研究，5、，碳纖維有什么優(yōu)缺點(diǎn)，可以應(yīng)用到什么領(lǐng)域？
本篇文章給大家談?wù)勌祭w維及其應(yīng)用技術(shù)pdf，以及碳纖維性能與應(yīng)用對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。
本文目錄一覽：
- 1、汽車碳纖維的低成本應(yīng)用技術(shù)
- 2、碳纖維布怎么樣？碳纖維布特點(diǎn)及應(yīng)用
- 3、碳纖維材料在實(shí)際生活中有哪些應(yīng)用
- 4、碳纖維管加工與應(yīng)用研究
- 5、碳纖維有什么優(yōu)缺點(diǎn)，可以應(yīng)用到什么領(lǐng)域？
汽車碳纖維的低成本應(yīng)用技術(shù)
汽車 碳纖維復(fù)合材料（CFRP）可以說是 汽車 輕量化發(fā)展中的明星材料，近年來，行業(yè)對(duì)于這一“黑色黃金”材料的應(yīng)用研究也在不斷發(fā)展。隨著國內(nèi)前途K50和蔚來ES6兩款量產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料部件車型的亮相，自主品牌已進(jìn)入碳纖維應(yīng)用的量產(chǎn)時(shí)代！與此同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)展。從車身、內(nèi)外飾系統(tǒng)向底盤、動(dòng)力總成系統(tǒng)延伸；從外覆蓋件材料向結(jié)構(gòu)件材料或結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料擴(kuò)展。但是，碳纖維的高成本仍是限制其發(fā)展的重要因素。目前，商業(yè)級(jí)的 汽車 碳纖維主要為PAN基碳纖維，其高成本問題主要集中在較高的PAN 原絲生產(chǎn)成本和較長(zhǎng)的生產(chǎn)流程。因此，降低車用CFRP成本的主要路徑是降低 汽車 碳纖維原絲成本，尋求低成本纖維生產(chǎn)工藝以及低成本的CFRP制備工藝。
1. 大絲束生產(chǎn)工藝
一般48K以上的碳纖維稱為大絲束碳纖維，大絲束碳纖維的性能優(yōu)點(diǎn)主要在以下兩方面：（1）大絲束碳纖維對(duì)PAN原絲的質(zhì)量要求相對(duì)小絲束要低，可以采用民用PAN絲。（2）大絲束碳纖維的制造成本是小絲束的60%左右。
但是大絲束碳纖維的生產(chǎn)難點(diǎn)在于：大絲束纖維聚積，展紗效果不好，紗片難以均勻浸潤(rùn)，紗片厚度和質(zhì)量很難達(dá)到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求; 在展紗過程中經(jīng)常出現(xiàn)紗毛，導(dǎo)致亂紗和斷紗，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品外觀，材料性能得不到有效轉(zhuǎn)換，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。
日本三菱和東麗公司是較早掌握大絲束碳纖維低成本制造技術(shù)的典型代表。近年來，國內(nèi)上海石化、吉利石化、光威復(fù)材、蘭州纖維等企業(yè)也相繼進(jìn)行這一前端技術(shù)的開發(fā)，目前已實(shí)現(xiàn)大絲束碳纖維的國產(chǎn)化。
2. 低成本碳纖維前體開發(fā)
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，PAN的價(jià)格約占碳纖維生產(chǎn)成本的50％。因此，國內(nèi)外碳纖維生產(chǎn)商也開始尋求PAN以外的更低成本的原料來制備碳纖維。美國、日本等 汽車 碳纖維主要制造國家已經(jīng)開發(fā)出了包括聚烯烴類聚合物、木質(zhì)素纖維素、電紡酚醛纖維、輻射丙烯酸紡織物等在內(nèi)的低成本代替材料。如：美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）從紙漿廢液中提取的木質(zhì)素，通過熔紡和碳化制成了低成本碳纖維，生產(chǎn)成本可控制在4~5$/kg。陶氏化學(xué)將聚乙烯等纖維以無氧狀態(tài)“蒸烤”炭化，把碳纖維在平面上排列或編織成片，再用樹脂加固之后才成為CFRP。瑞典的研究機(jī)構(gòu)Innventia和Swerea SICOMP也聲稱可以基于100％軟木木質(zhì)素前體制造出重約1.8g的編織CFRP層壓板。
3. 混雜碳纖維技術(shù)
將碳纖維與其他纖維進(jìn)行混雜，在性能上可以互補(bǔ)，能有效降低生產(chǎn)成本。如，將碳纖維與玻璃纖維、芳綸纖維等混合，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可在保持材料原本高性能的基礎(chǔ)上降低生產(chǎn)成本。
4. 預(yù)氧化工藝
碳纖維生產(chǎn)過程中預(yù)氧化時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)周期長(zhǎng)也是造成碳纖維生產(chǎn)成本高的一個(gè)重要原因。目前，已有研究對(duì)PAN原絲進(jìn)行紫外線、X射線等物理處理或采用KMnO4、C6H5COOH等化學(xué)處理降低環(huán)化溫度，縮短預(yù)氧化時(shí)間。工藝方面，可改變溫度、時(shí)間、氣體氣氛等工藝參數(shù)，提升碳纖維的性能。
碳纖維復(fù)合材料的制造成本主要由兩方面構(gòu)成。一是源于熱壓罐、自動(dòng)鋪層等成 型設(shè)備價(jià)格昂貴，二是因?yàn)閺?fù)合材料較長(zhǎng)的成型時(shí)間，造成人力物力的消耗。因此，基于高效成型的樹脂材料和新型成型工藝將是碳纖維復(fù)合材料低成本優(yōu)化的重要途徑。
環(huán)氧樹脂因其優(yōu)異的粘合強(qiáng)度和模量、耐蠕變性、高韌性和良好的抗疲勞性能，是碳纖維復(fù)合材料的首選。美國Hexion（瀚森）和陶氏 汽車 系統(tǒng)先后推出了2種60s可“瞬間固化”的環(huán)氧樹脂。其中，Hexion針對(duì)樹脂傳遞模塑成型（RTM）和液體壓縮成型（LCM）工藝推出EPIKOTE TRAC06170環(huán)氧樹脂與EPIKURE TRAC06170固化劑，僅需20s樹脂注入時(shí)間（RTM或LCM）和40s固化時(shí)間就可完成復(fù)合材料成型。
而陶氏推出的用于LCM工藝的VORAFORCE樹脂，可以直接將樹脂均勻地涂敷在干的纖維預(yù)制件上，并通過壓強(qiáng)使樹脂織物在厚度方向上均勻浸潤(rùn)。
Gurit UK（英國固瑞特）也推出了“瞬間固化”環(huán)氧樹脂，其樹脂配方主要用于成套預(yù)浸料和熱進(jìn)/熱出沖壓成型工藝。雖然該工藝固化周期需要 5min，但報(bào)道稱其制造的部件表面可達(dá)A級(jí)，無需模具后處理。
Huntsman Advanced Materials （亨斯邁先進(jìn)材料）公司也宣布推出了一款快速固化的環(huán)氧樹脂。據(jù)亨斯邁介紹，該樹脂在140℃下僅30s就可固化，這使得1min內(nèi)復(fù)合材料成型工藝成為可能。為此，亨斯邁還開發(fā)了與該樹脂配套的動(dòng)態(tài)流體壓縮成型（DFCM），該工藝可以省去高壓注塑工藝，而且在很多情況下也可省略纖維預(yù)浸料工藝。與常規(guī)濕發(fā)壓縮成型（WCM）相比，該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)之一是可以減少層壓板層間縫隙，復(fù)合材料孔隙率低于1％，性能可媲美高壓的RTM工藝，且高達(dá)66％纖維體積含量（FVC）的復(fù)合材料可以在沒有特殊處理的條件來實(shí)現(xiàn)。
碳纖維復(fù)合材料的回收與再利用是降低碳纖維使用成本，提升其經(jīng)濟(jì)附加值的一種有效方法。目前，對(duì)碳纖維回收方法的研究也在不斷更新，如，高溫?zé)崃呀?、氧化流化床法、超臨界流體技術(shù)等。
應(yīng)用方面，福特在其2018年款的 探索 者運(yùn)動(dòng)型多用途車SUV中使用了再生碳纖維增強(qiáng)聚丙烯PP復(fù)合材料，用于A柱支架的剛性部分，代替原來使用的ASA材料。
碳纖維布怎么樣？碳纖維布特點(diǎn)及應(yīng)用
碳纖維布也叫碳纖維編織布、碳纖維加固布、碳纖維帶等，它是采用的12K碳纖維織造而成的。碳纖維布可以用于一些結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗震加固，可以處理建筑裂縫，修繕和加固一些其它的工程中的缺陷。碳纖維布與它的配套浸漬膠一起使用可以成為碳纖維復(fù)合材料，它的性能就更加優(yōu)越了。碳纖維布適用的范圍越來越廣泛，按惡魔碳纖維布到底好在哪里呢？下面我們一起去了解一下。
碳纖維布工藝原理
碳纖維布加固原理是：采用高性能的碳纖維配套樹脂浸漬膠粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，利用碳纖維材料良好的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及強(qiáng)度的目的。
碳纖維布產(chǎn)品特點(diǎn)
強(qiáng)度高，密度小，厚度薄，基本不增加加固構(gòu)件自重及截面尺寸。適用面廣，廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形狀的加固修復(fù)和抗震加固及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加固。施工便捷，無需大型機(jī)具設(shè)備，沒有濕作業(yè)，無需動(dòng)火，無需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工占用場(chǎng)地少，施工工效高。高耐久性，由于不會(huì)生銹，非常適合高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環(huán)境中使用。
適用于各種結(jié)構(gòu)類型，各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)。適用于港口工程和水利水電等工程中混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)和抗震加固，特別適合于曲面及節(jié)點(diǎn)等復(fù)雜形式的結(jié)構(gòu)加固?；鶎踊炷恋膹?qiáng)度要求不低于C15。施工環(huán)境溫度在5～35℃范圍內(nèi)，相對(duì)濕度不大于70%。
碳纖維布主要用途
一、碳纖維布應(yīng)用領(lǐng)域：
1)?宇航：機(jī)身、方向舵、火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)殼、導(dǎo)彈散流器、太陽能電池板等。
2)?體育器材：汽車部件、摩托車零件、釣魚桿、棒球棍、滑雪橇、快艇、羽毛球拍等。
3)?工業(yè)：發(fā)動(dòng)機(jī)部件、風(fēng)機(jī)葉片、傳動(dòng)軸、以及電器零部件等。
4)?消防：適用于部隊(duì)、消防、鋼廠等特殊類高檔的防火服制作。
5)?建筑：建筑物使用荷載增加、工程使用功能改變、材料老化、混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于設(shè)計(jì)值
結(jié)構(gòu)裂縫處理、惡劣環(huán)境服役構(gòu)件修繕、防護(hù);執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB50550-2010建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，防火等級(jí)：A級(jí)-不燃，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB8624-2006，德國標(biāo)準(zhǔn)DIN4102?A1級(jí)，土木建筑，橋梁、隧道、混凝土結(jié)構(gòu)抗震、加固、補(bǔ)強(qiáng)材料:碳纖維布用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固，該材料與配套膠粘劑共同使用，可構(gòu)成完整的性能卓越的同固碳纖維布材增強(qiáng)體系。該體系適用于梁、?柱、板、隧道、圓形、弧等。
二、碳纖維布應(yīng)用性能：
1)?漏放鋼筋加固
2)?梁、柱斷裂加固
3)?加層抗震加固
4)?高架、橋梁維修加固
5)?剪力墻開門加固
6)?陽臺(tái)根部斷裂加固
A?自重輕，能在狹小的空間操作，施工過程不受影響
B?使用強(qiáng)度高，能靈活的用于抗彎、抗剪和抗壓的工程結(jié)構(gòu)中
C?具有優(yōu)良柔韌性，能包裹復(fù)雜的外形構(gòu)件
D?滿足各種構(gòu)件表面(橋梁、隧洞、板、梁、柱、通風(fēng)桶、管道、墻體等)?的抗堿抗化學(xué)腐蝕要求
E?可對(duì)織物進(jìn)行重復(fù)利用，覆蓋平整;對(duì)裝修影響小，貯存壽命長(zhǎng);容許操?作期限長(zhǎng)，在操作前、操作中和操作后都允許環(huán)境存在一定的差異
F?抗高溫、抗蠕變、耐磨損、抗震性能良好
碳纖維布是一種非常實(shí)用的加固材料，它在很多行業(yè)當(dāng)中都起著非常重要的作用。碳纖維布的質(zhì)量非常重要，它直接決定著施工的質(zhì)量，所以在選購碳纖維布的時(shí)候要認(rèn)真辨別。一些不法商家用玄武巖纖維涂上黑色來冒充碳纖維，消費(fèi)者可以使用火燒一下，真正的碳纖維布不會(huì)卷曲，燒的地方會(huì)和鐵絲一樣發(fā)紅，摸上去也很順滑。還有一點(diǎn)要注意，碳纖維布是一種導(dǎo)電材料，在施工的過程當(dāng)中要采取一定的防護(hù)措施，保護(hù)施工人員的安全。
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碳纖維材料在實(shí)際生活中有哪些應(yīng)用
碳纖維用途
比鋁還要輕，比鋼還要硬，比重是鐵的1/4，強(qiáng)度是鐵的10倍，這就是世界范圍內(nèi)炙手可熱高科技材料碳纖維。隨著其用途日益多樣化、核心化，全球航天航空、體育休閑和工業(yè)應(yīng)用中碳纖維替代鋼鐵廣泛采用。
由于碳纖維復(fù)合材料密度低、剛性好合強(qiáng)度高，成為一種先進(jìn)的航天材料。我國對(duì)碳/碳燒蝕材料相關(guān)的科技問題進(jìn)行了深入地研究，其研究成果已在導(dǎo)彈發(fā)射管、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、衛(wèi)星和飛船上等得到應(yīng)用。
飛機(jī)和汽車制造
碳纖維作為汽車材料，最大的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、強(qiáng)度大，重量?jī)H相當(dāng)于鋼材的20％～30％，硬度卻是鋼材的10倍以上。美國波音公司推出新一代高速寬體客機(jī)—“音速巡洋艦”，約60 %的結(jié)構(gòu)部件都將采用強(qiáng)化碳纖維塑料復(fù)合材料制成。
我國自行研制的碳纖維復(fù)合材料剎車預(yù)制件，其性能已全面達(dá)到國外水平。采用這一預(yù)制件技術(shù)所制備的的國產(chǎn)碳/碳剎車盤已批量裝備于國防重點(diǎn)型號(hào)的軍用飛機(jī)，并在B757-200型民航飛機(jī)上使用，在其它機(jī)型上的使用也在實(shí)驗(yàn)考核中，并將向坦克、高速列車、高級(jí)轎車、賽車等推廣使用。
體育休閑用品
體育應(yīng)用中的三項(xiàng)重要應(yīng)用為高爾夫球棒、釣魚桿和網(wǎng)球拍框架。目前,據(jù)估計(jì)每年的高爾夫球棒的產(chǎn)量為3400萬副。全世界碳纖維釣魚桿的產(chǎn)量約為每年2000萬副。網(wǎng)球拍框架的市場(chǎng)容量約為每年600萬副,其它的體育項(xiàng)目應(yīng)用還包括冰球棍、滑雪杖、射箭和自行車,同時(shí),碳纖維還應(yīng)用在劃船、賽艇、沖浪和其它的海洋運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片
如今，世界上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)額定功率越來越大，與其相適應(yīng)的風(fēng)機(jī)葉片尺寸也越來越大。為了減少葉片的變形，在主乘力件如軸承和葉片的某些部位采用碳纖維來補(bǔ)充其剛度。
碳纖維加固建筑結(jié)構(gòu)
我國從1997年開始從國外引進(jìn)碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，并開始進(jìn)行相關(guān)研究。由于其巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，近幾年，上海悍馬建筑科技有限公司聯(lián)合清華、同濟(jì)、復(fù)旦等國內(nèi)高校相關(guān)學(xué)者、教授開展了此項(xiàng)研究工作，并取得了一批接近國際先進(jìn)水平的研究成果。由于我國具有世界上最為巨大的土木建筑市場(chǎng)，碳纖維加固材料基本都使用上海悍馬的。如：東方明珠、蘋果（上海）研發(fā)中心、上海環(huán)球國際中心、白云機(jī)場(chǎng)、上海世博園等。
其他應(yīng)用
在鐵路建筑中,大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻在未來會(huì)有很好的應(yīng)用,這些也將是碳纖維很有前景的應(yīng)用方面。壓力容器主要用在汽車的壓縮天然氣(CNG)罐上,而且還用在救火隊(duì)員的固定式呼吸器(SCBA)上。
碳纖維的其它應(yīng)用包括機(jī)器部件、家用電器、微機(jī)及與半導(dǎo)體相關(guān)的設(shè)備的復(fù)合材料的生產(chǎn),可以用來起到加強(qiáng)、防靜電和電磁波防護(hù)的作用。另外,在X射線儀器市場(chǎng)上,碳纖維的應(yīng)用可以減少人體在X 射線下的暴露。
碳纖維管加工與應(yīng)用研究
摘要：本文對(duì)碳纖維管材的性能、加工方法和應(yīng)用進(jìn)行了全面的介紹，說明碳纖維管材在民用和軍用領(lǐng)域的重要意義，有助于相關(guān)行業(yè)對(duì)本類產(chǎn)品做進(jìn)一步的了解，推進(jìn)碳纖維管材在更大范圍內(nèi)得到應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：碳纖維管材 制作方法 應(yīng)用
1.概述
碳纖維管又稱碳素纖維管，也稱碳管、碳纖管，這種材料是用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸入苯乙稀基聚脂樹脂經(jīng)加熱固化拉擠纏繞做成的，碳纖維具有高強(qiáng)度、低密度、壽命長(zhǎng)等特性，簡(jiǎn)單的說，比鋁輕，比鋼硬，是良好的民用、軍用材料。近年來，我國在碳纖維方面的研究和利用也在突飛猛進(jìn)地發(fā)展，碳纖維管作為應(yīng)用最早、最廣泛的碳纖維制品已被許多行業(yè)所接受，這些行業(yè)在積極主動(dòng)使用碳纖維管作為原有金屬制品的替代品，以期獲得產(chǎn)品質(zhì)量的提升。本文就針對(duì)碳纖維管的優(yōu)勢(shì)、加工方法及應(yīng)用做一個(gè)綜合性的論述。
2.碳纖維管材的優(yōu)點(diǎn)
2.1重量輕、強(qiáng)度高。
碳纖維管材密度小、重量輕，其比重僅是鋼材的四分之一，但是其抗拉強(qiáng)度很高，可達(dá)到3000MPa以上，是鋼材的6-12倍，是塑料制品的幾十倍。碳纖維管材輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，使其在運(yùn)輸和施工安裝都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
2.2耐腐蝕、抗老化，使用壽命長(zhǎng)。
碳纖維材料能耐酸、堿、鹽、部分有機(jī)溶劑及其它腐蝕性侵蝕，在防腐蝕領(lǐng)域有其它金屬無法比擬的優(yōu)越性，除此之外，其還有較好的耐水性和抗老化性，因此無論在腐蝕性的環(huán)境、惡劣的氣候還是潮濕的環(huán)境中，碳纖維管材的使用壽命都可達(dá)到25年以上。
2.3表面光滑美觀，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)。
碳纖維管材是采用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸入苯乙稀基聚脂樹脂經(jīng)加熱固化拉擠（纏撓）而成。在制作過程中，可以通過不同的模具生產(chǎn)出各種型材，如：不同規(guī)格的碳纖維圓管，不同規(guī)格的方管，不同規(guī)格的片材，以及其它不規(guī)則異型材，具有一定的設(shè)計(jì)性。經(jīng)過打磨噴漆，其表面顯得光滑美觀，在制作過程中也可以包3K進(jìn)行表面包裝美化。
3.碳纖維管材的規(guī)格
碳纖維管材的型號(hào)規(guī)格多樣，按成型工藝不同可以分為拉擠管和纏繞管；按紋路不同可以分為平紋、斜紋和純黑；按表面處理不同可分為亮光、啞光；按形狀不同可以分方管、圓管和異形管，其中異型管包括橢圓管、工字管、半圓型管等。一般的碳纖維管材的直徑有10mm-800mm，長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)10m。拉擠空心管1-25mm，壁厚0.5-5mm，拉擠實(shí)心管（棒）直徑0.5-30mm，編制空心管直徑1.0-70mm，壁厚0.5-5mm。
4.碳纖維管材的制作方法
4.1內(nèi)芯模具的制作。
內(nèi)芯模具要根據(jù)客戶對(duì)管材規(guī)格的要求進(jìn)行制作，因?yàn)槔w維纏繞時(shí)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，鋼的密度比硬鋁大，其硬度也比硬鋁大，但鋼的熱膨脹系數(shù)不及硬鋁。而高性能碳管制品是在高溫下進(jìn)行固化的，如果采用硬鋁芯模，可通過硬鋁熱膨脹產(chǎn)生的固化內(nèi)壓，提高碳管的密度和力學(xué)性能。所以在高性能碳管的纏繞工藝中，芯模宜選用金屬材料，而硬鋁則是首選材料。
芯模的封頭設(shè)計(jì)盡量使用扁橢球式，這種形狀可以保持筒身部分纏繞均勻，無堆積現(xiàn)象，防止出現(xiàn)“滑移“和“架空“現(xiàn)象。芯模的筒身部分可以制成等直徑，但是如果制品長(zhǎng)度很長(zhǎng)，同時(shí)考慮到機(jī)床的加工精度以及脫模等條件的限制，等直徑的筒身部分在應(yīng)用中也許會(huì)存在困難，但是如果采取帶錐度的芯模就可以解決這個(gè)問題，實(shí)驗(yàn)證明，1:1500-3500的錐度加工芯模筒身比較適宜。對(duì)較長(zhǎng)的制品，制作芯模時(shí)可考慮分段對(duì)接芯模，以確保制品尺寸穩(wěn)定。
通常在纏繞之前要在芯膜表面涂刷脫模劑，以便于之后的脫模，但是對(duì)于高性能碳管，有機(jī)類脫模劑在固化過程中易滲入樹脂中，造成制品缺陷，影響制品性能。如果在芯模表面涂覆一層含氟的脫模劑，就可以消除這種缺陷。
4.2根據(jù)規(guī)格要求，設(shè)計(jì)纖維層疊方式。
首先確定要做的板材厚度，按照厚度算出需要的層數(shù)，然后按照0°、45°、90°、-45°的順序疊層，然后模壓成型。
4.3將纖維層卷到內(nèi)芯模具， opp卷制包裹。
4.3.1碳纖維管的加工成型方法主要涉及以下三種：纏繞成型法，將碳纖維單絲纏繞在碳纖維軸上，特別適用于制作圓柱體和空心器皿；擠拉成型法，先將碳纖維完全浸潤(rùn)，通過擠拉除去樹脂和空氣，然后在爐子里固化成型，這種方法簡(jiǎn)單，適用于制備棒狀、管狀零件等；真空袋熱壓法，在模具上疊層，并覆上耐熱薄膜，利用柔軟的口袋向疊層施加壓力，并在熱壓罐中固化。
4.3.2在碳纖維管的實(shí)際加工過程中，最基本的加工成型方法是纏繞法，這種方法易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，比起其他方法，具有勞動(dòng)條件好、勞動(dòng)強(qiáng)度低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，所以應(yīng)用十分廣泛。具體方式又稱為濕法纏繞，即將浸膠后的碳纖維集束，在一定張力控制下直接纏繞在芯膜上的工藝方法。其原理是采用卷管機(jī)上的熱輥使預(yù)浸料軟化，熔化預(yù)浸料上面的樹脂膠粘劑。在一定張力下，在輥的旋轉(zhuǎn)操作過程中，利用輥和心軸之間的摩擦，將預(yù)浸料連續(xù)卷到管芯上，直至所要求的厚度，然后通過冷輥冷卻定型。根據(jù)成型工藝中預(yù)浸料的上料方法，可分為手動(dòng)上料法和連續(xù)機(jī)械方法。纏繞線型的方法是保證碳纖維纏繞產(chǎn)品質(zhì)量的重要前提，管道的使用情況不同，纏繞線型也不同，具體線型有環(huán)向纏繞、縱向平面纏繞和螺旋纏繞三種。
4.3.3纏繞成型法的基本操作過程是：首先，清理輥筒，然后熱輥加熱到設(shè)定溫度，調(diào)整預(yù)浸料張力。在輥筒上不施加壓力，將引布先在涂有脫模劑的管芯上包繞一圈，然后放下壓輥，將引頭布在熱輥，同時(shí)將預(yù)浸料拉出來，貼在加熱部分頭布，與引頭布相搭接。引頭布的長(zhǎng)度約為800-1200mm，視管徑而定，引頭布與膠布的搭接長(zhǎng)度，一般為150-250mm。
在卷制厚壁管時(shí)，在正常運(yùn)行時(shí)，將芯模的旋轉(zhuǎn)速度適當(dāng)加快，靠近壁厚度設(shè)計(jì)放慢速度，以達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，切斷膠布。然后在保持壓輥壓力的情況下，繼續(xù)使芯模旋轉(zhuǎn)1-2圈。最后提升壓輥，測(cè)量管坯外徑，合格后，從卷管機(jī)上取出，送入固化爐中固化成型。
4.4烘烤硬化，去OPP，脫芯。
將定型好的卷料從卷繞機(jī)取出，在固化爐中固化。管材固化后，去除芯模型，即可以得到復(fù)合材料纏繞管材，這個(gè)過程也叫固化脫模。在脫模過程中，車加工或鉗工去除封頭，再脫下制品，這有可能損及芯模表面，影響芯模的反復(fù)使用，可以利用耐高溫膠粘劑補(bǔ)平或者焊接再磨削到位。
4.5 兩端切去不光滑平整的部分，經(jīng)過多道工序進(jìn)行打磨、拋光。
初步完成的碳纖維管還需要進(jìn)一步加工，首先根據(jù)成品的規(guī)格，將半成品的兩端多余部分去除，形成統(tǒng)一整齊的切面，然后經(jīng)過專業(yè)打磨機(jī)和人工手工打磨、拋光，才能形成光滑而有光澤的表面。
5.碳纖維管的連接方法：
碳纖維管的連接方式有以下幾種：
最常用的是用環(huán)氧樹脂來連接，連接成功后如果管子里面一般會(huì)有殘留的樹脂，可以用丙酮清洗干凈。
其次，利用碳纖維管自身的結(jié)構(gòu)來連接也比較常見。用碳鈦復(fù)合接頭在碳纖維管成型的過程中進(jìn)行復(fù)合連接，不過，在連接的時(shí)候必須要考慮好受力的方式和連接件的結(jié)構(gòu)。
另外，還可以用鉆孔連接，只不過碳纖維管的強(qiáng)度大，硬度高，鉆孔很不容易，不小心就會(huì)導(dǎo)致管子裂開，所以對(duì)操作水平有較高的要求。
碳纖維管也可以用粘膠的方式連接，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，要是使用機(jī)械方式就很困難，因?yàn)樘祭w維產(chǎn)品本身的強(qiáng)度和硬度，很難找到比它性能好的加工工具，即便有也非常昂貴，而且磨損比較快。
6.碳纖維管的應(yīng)用
碳纖維管材的應(yīng)用范圍非常廣泛，其輕而強(qiáng)的力學(xué)特性和耐疲勞性，使其適用于航空、航天、建筑、機(jī)械設(shè)備、軍工、體育休閑等結(jié)構(gòu)材料；其耐腐蝕、耐熱、垂直度好（±0.2mm）、機(jī)械強(qiáng)度高的特性，使產(chǎn)品適用于線路板印刷設(shè)備的傳動(dòng)軸及醫(yī)療器械等；其強(qiáng)度高、抗老化，防紫外線、機(jī)械性能好的特性，適用于帳蓬、建筑建材、蚊帳、球袋、箱包、窗簾、廣告展架、雨傘、風(fēng)帆、健身器材、箭桿、球桿、高爾夫練習(xí)網(wǎng)、旗桿開關(guān)插銷、水上運(yùn)動(dòng)器具等。碳纖維套管的保護(hù)線材、阻燃、增加線材強(qiáng)度等特性，近年來也頗受智能化領(lǐng)域的青睞。
7.碳纖維管的選擇
用于碳纖維管生產(chǎn)方面的碳纖維含量多少，直接決定其力學(xué)性能表現(xiàn)和價(jià)值。在選擇碳纖維管的時(shí)候，除了要關(guān)注碳纖維管中的碳纖維含量，也要重視用于生產(chǎn)碳纖維管的復(fù)合材料成分，不同的添加成分對(duì)產(chǎn)品的性能有不同的影響。但是最關(guān)鍵的一點(diǎn)，因?yàn)樘祭w維復(fù)合材料屬于高新材料，整個(gè)行業(yè)特別是民用這一領(lǐng)域起步比國外要落后二三十年，國內(nèi)無論是碳纖維生產(chǎn)商還是加工制造廠家都數(shù)量有限，隨著這個(gè)行業(yè)的興起，很多小作坊式的加工商也躋身行列，造成了技術(shù)水平層次不齊，產(chǎn)品質(zhì)量缺乏保證等問題。因而，在碳纖維管材的選擇和訂制方面，本文綜合行業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)，羅列出該類型產(chǎn)品有一定影響力和品牌信譽(yù)的生產(chǎn)廠家，以供咨鑒。
7.1無錫威盛新材料科技有限公司（簡(jiǎn)稱：威盛新材），是一家研發(fā)、制造碳纖維零部件的專業(yè)制造商，該公司擁有4000多平方的生產(chǎn)車間，配備大型熱壓機(jī)、熱壓罐、液壓成型臺(tái)、CNC高速銑床等多種設(shè)備，采用臺(tái)灣及日本等國際一流品牌原材料，產(chǎn)品通過美國UL、SGS以及ISO9001:2008等相關(guān)認(rèn)證，產(chǎn)品常年出口歐美等國家。
7.2略
7.3略
8.碳纖維管的使用注意事項(xiàng)
碳纖維管雖然具有質(zhì)輕、堅(jiān)實(shí)、抗拉、強(qiáng)度高等突出優(yōu)勢(shì)，但是在具體應(yīng)用中也有一定的局限性，首先其制作依靠模具成型，難于更改尺寸，因而無法適應(yīng)多尺寸多款式的訂單，現(xiàn)在的加工廠家還是依靠大批量訂做式訂單。在使用中，很多消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)碳纖維產(chǎn)品放置在陽光下會(huì)逐漸變白，因此碳纖維管材最好不要放置在陽光下，盡量貯藏在避光處。除此之外，因?yàn)樘祭w維管具有一定的導(dǎo)電性能，因此使用時(shí)必須特別注意防電，禁止使用在需要絕緣的設(shè)備上。
9.結(jié)語
碳纖維管材憑借其優(yōu)良的性能在多個(gè)行業(yè)擁有廣泛的應(yīng)用前景，但是這種優(yōu)良性能依靠的是有可靠保證的的原材料以及精湛的加工工藝，不是所有貼上“碳纖維”三個(gè)字的產(chǎn)品都能帶來所期望的質(zhì)量。所有正在或者準(zhǔn)備使用碳纖維管材的廠家都需要具備相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，才能對(duì)碳纖維管材進(jìn)行有效甄別，為自身的產(chǎn)品帶來質(zhì)的飛躍。
參考文獻(xiàn)
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【2】《碳纖維復(fù)合材料數(shù)控加工研究》，龔清洪、林勇、夏雪梅、楚王偉，《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造》，2008.12。
【3】《碳纖維復(fù)合材料的孔加工》，張萬軍、劉永奇、錢秀松，《纖維復(fù)合材料》，2005.3
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碳纖維有什么優(yōu)缺點(diǎn)，可以應(yīng)用到什么領(lǐng)域？
碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域碳纖維及其應(yīng)用技術(shù)pdf的應(yīng)用主要是在汽車剎車片、汽車傳動(dòng)軸、緩沖器、車身、汽車內(nèi)飾以及發(fā)動(dòng)機(jī)零件等碳纖維及其應(yīng)用技術(shù)pdf，可有效降低汽車自重并提高汽車性能。
1、成本太高
與鈦合金相比碳纖維及其應(yīng)用技術(shù)pdf，碳纖維復(fù)合材料車用部件的價(jià)格有過之而無不及碳纖維及其應(yīng)用技術(shù)pdf，一些常見碳纖維車用部件的價(jià)格可能是傳統(tǒng)材料的好幾倍，而較大尺寸的碳纖維車用部件價(jià)格甚至超過萬元。這主要是因?yàn)椴糠痔祭w維部件的制作過程需要很多的手工，并且報(bào)廢率很高，造成成本的大量上升。
2、變形幾乎無法修復(fù)
這也是碳纖維單體殼車身無法大規(guī)模鋪開的重要因素。由于碳纖維復(fù)合材料并不具備金屬材料的延展性，所以一旦出現(xiàn)碳纖維及其應(yīng)用技術(shù)pdf了由外力導(dǎo)致的形變，也就意味著碳纖維單體殼車身內(nèi)部的碳纖維已經(jīng)出現(xiàn)了斷裂或者是層間樹脂脫層。而斷裂的碳纖維以及脫層的樹脂是無論如何也不可能接起來的，那么碳纖維單體殼車身只能報(bào)廢。相比之下，裂紋還可以補(bǔ)上幾層碳纖維進(jìn)行修復(fù)。
3、碳纖維單體殼車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜
一般來說，框架式的車身在設(shè)計(jì)時(shí)，只需要對(duì)車身整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因?yàn)榻饘俨牧嫌兄黜?xiàng)同性的材料特性。顧名思義，各項(xiàng)同性的意思就是指物體內(nèi)部的物理、化學(xué)等性質(zhì)不會(huì)因?yàn)榉较虻牟煌兴兓茨骋晃矬w在不同的方向所測(cè)出的性能數(shù)值完全相同。就比如說同一塊鋼板，性能放在哪都是一樣的。那么在設(shè)計(jì)過程中，金屬材料只需要考慮一個(gè)方向就可以。以常用的楊氏模量、泊松比、剪切模量等參數(shù)來看，只需要運(yùn)用一次就可以完成計(jì)算。但是碳纖維復(fù)合材料就不是這么個(gè)情況，碳纖維復(fù)合材料的特性是各項(xiàng)異性。
4、碳纖維材料的壽命短
當(dāng)然碳纖維本身是沒有問題的，問題是出在作為復(fù)合材料基體樹脂上。樹脂的耐久性要弱于金屬。光老化、高低溫、酸堿性都會(huì)加速其老化過程，繼而產(chǎn)生發(fā)黃、龜裂、發(fā)脆等問題。這個(gè)道理和咱們總會(huì)遇到的普通塑料零件的老化是一樣的。
關(guān)于碳纖維及其應(yīng)用技術(shù)pdf和碳纖維性能與應(yīng)用的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
