碳纤维复合材料制品的成型工艺有好几种,其中热压罐固化成型时使用较多的一种。碳纤维复合材料由碳纤维预浸料铺叠而成,智上新材料带你看看碳纤维预浸料在热压罐中固化成型的5个阶段吧。
 
碳纤维预浸料固化成型的5个阶段
 
    碳纤维预浸料热压罐固化成型分5步
 
    1、升温阶段:首先要选择合适的温度速度,尤其对于体型较大的碳纤维碳纤维制品来说,缓慢升温,可以使得整个构件的受热更加均匀,2℃/min是较为常用的升温速率。该阶段主要为中空压力,可视情况施加一定压力。
 
    2、吸胶阶段:当温度上升到一定的范围,需要停留在这个温度内一段时间,吸胶阶段其实就是中间保温阶段,保温阶段的温度视树脂基体的不同而发生改变。吸胶阶段里,树脂基体开始熔化,碳纤维充分浸渍,去除挥发物,树脂逐渐固化至凝胶较短。该阶段内的成型压力适合在全压的1/3~1/2,将多余树脂溢出,保证构件中树脂含量满足实际需求。
 
    3、持续升温阶段:树脂体积呈现凝胶状态后,需要再次提高温度,该阶段内的温度提升同样需要保持合理的速率。目前像环氧树脂等热固性树脂的固化反应为放热反应,如果升温速率过快,短时间内大量热量释放而出,会烧坏碳纤维构件,这种情况工业上称之为“爆聚”,是碳纤维企业必须避免的生产失误。
 
    4、保温热压阶段:持续升温阶段之后是保温热压阶段,这是树脂进一步固化最为重要的阶段。该阶段内,温度保持在合理的范围内,并且保持全压,目的为了让树脂在固化的同时,碳纤维预浸料层间充分压实。加压开始到热压结束,是热压成型的重要环节,热压结束后还需要保持一段时间恒温。保温热压阶段时碳纤维预浸料制成成品最为重要的环节,对于温度、压力和时间的要求很高,是碳纤维企业的核心秘诀。
 
    5、冷却阶段:在经过一定保压情况后,需要采取自然冷却或强制冷却到一定的温度,再卸压。冷却过程同样不能过快,否则冷却时间太短,构件边缘容易出现翘曲、开裂的问题。
 
    碳纤维预浸料经过5个阶段的加工处理,终于固化成了想要模样,后续还要经过粗磨、喷漆、水洗、精磨等步骤,才能真正满足客户的需求。碳纤维材料的特性,决定了加工方式和加工难度,同样这也是碳纤维从业人员试图找到更好加工方式的根源。