碳纤维板可以注塑成型吗?
碳纤维板是当下非常流行的一种高性能板材,连航空航天领域也非常需要它的力学性能。不过碳纤维板的成型方式并不是唯一的,不同的成型方式带来的板材性能上限不同。可能有人会问,碳纤维板能否采用注塑成型工艺?高强度碳纤维板是怎么加工出来的?
碳纤维板可以注塑成型吗?
注塑成型又叫注射模塑成型,是工业中比较常用的一种成型方式,比如制造塑胶类产品,需要形态较为复杂的成品,就可以用到该方式。注塑成型的生产速度很快,可以利用设备自动化操作,加工的产品外形种类较多,成型后的产品的尺寸精度比较好,而且还适用于大批量生产时使用。
不过注塑成型需要的原材料通常为液体状态,需要将原材料进行熔融处理,正是这个步骤,与碳纤维板的加工可能不太匹配。碳纤维板的类型有很多,其中有短切或粉末碳纤维复合材料较为适合用于注塑使用,但是连续碳纤维并不适用该方式。
高强度的碳纤维板通常是采用连续碳纤维制成,因此注塑成型的方式不适合。连续碳纤维板通常采用模压成型工艺,将碳纤维预浸料接连铺层好,再放入对应的模具内,不同的模具可以加工成不同的外形,不止板材,还可以加工成造型各异的碳纤维制品。
碳纤维板加工成型的流程是怎样的?
高强度的碳纤维板的加工成型流程并不简单,对比注塑成型复杂程度多了很多,自动化程度也远远不及,但就目前来说,成型后的性能上限和稳定性是更胜一筹的。来看看一块高强度的碳纤维板是怎么加工出来吧。
1、裁剪预浸料:根据图纸所需,将碳纤维预浸料裁切成合适的长、宽,通常预浸料的厚度为0.2mm左右,再根据碳纤维板的厚度,来裁切出对应数量的碳纤维预浸料。
2、预浸料铺层:大小合适,数量合适,接下来就是碳纤维板生产工艺中最重要的一个环节了,它就是铺层。铺层不是做千层饼,只要对折就好,预浸料需要选择不同的方向进行铺叠,使得不同方向的正压力保持相同。通常有0°、±30°、±45°和90°可选,通常采用混合铺叠的方式进行铺层。
3、高温固化成型:碳纤维预浸料铺层完毕,只是有了碳纤维板的雏形,还需要将其放入热压罐高温固化成型,这个时候的碳纤维板已经基本定型。不同材料的碳纤维预浸料需要选择不同的温度、压力和时间。
4、打磨处理:将碳纤维板从热压罐中拿出,需要裁切边缘多余的部分,打磨表面,去除杂质和污垢,保持表面平整光洁。打磨分为粗磨和精磨,另外需要喷漆或打孔操作,还需要选择合适的设备来处理。
碳纤维板的加工周期大概是5-7天,在效率上确实不如注塑成型,这一点即便是在未来热塑性碳纤维板技术突破也无法解决。连续碳纤维的形态注定了它难以被注塑使用,当然如果未来有更好更便捷的成型方式,高强度碳纤维板的生产将会迎来新的时代。
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