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1、碳纤维使用工艺碳纤维材料的成型工艺碳纤维材料的成型工艺成型,是指将碳纤维按不同方向、不同层数铺设出制品形状,在一定压力和温度下固化成型而.复合材料成型工艺,较常见的有以下5种.1.1裱糊成型工艺它是用手工将预浸料裱糊在模具上,然后固化成型.此法最大的优点是工艺装备简单,手工完成比较复杂的操作,能加工出形状复杂的零件,适用于小批量生产;缺点是生产效率低劳,动条件差,劳动强度大.笔者采用该工艺试制出的碳纤维整体车架样件,表观质量尚可,但尺寸精度较差,工艺稳定性差.1.2纤维缠绕成型工艺它是开发最早的连续成型工艺即,纤维通过树脂胶槽浸上树脂后按照一定的规律缠绕在转动的芯模上然,后经加热使胶液固化成型
2、.它的一个突出特点是能够按照制品的受力情况,将纤维按一定规律排布,从而充分发挥纤维的强度,获得轻质高强的制品;在工艺上能实现连续化、机械化生产,并且生产周期短,生产效率高,劳动强度小,适用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形制品.1.3拉挤工艺它是发展速度较快的一种成型工艺,即纤维通过树脂槽浸渍树脂后进入加热模具固化,制成各种各样不同形状的型材其.优点是能一次压制出形状复杂、尺寸准确的零件,生产率高,但工艺装备复杂,不适于制备批量小、尺寸大的产品.1.4树脂传递模压工艺(RTM)工艺是年代最热门的一种成型工艺即先将增强材料做成预成型件放入封闭模具中在真空和压力的条件下树脂被注入模具而固化
3、成型其特点是工艺过程简单避免了预浸料这一中间环节低压注胶节约了附加设备的费用封闭式模具操作作业环境清洁易于实现自动化和计算机控制制件表面质量好因此技术有很好的发展前景工.5编织成型工艺三维编织的过程是参加编织的所有纤维都沿同一方向排列然即后每根纤维束都沿自己的方向偏移一个角度互相交织形成织物的过程.采用三维编织的复合材料具有整体性和力学的合理性两大特点其即在剪切强度、抗冲击损伤特性等性能方面均优于传统的层合复合材料即因此采用编织结构的复合材料发展迅速.三维编织分圆机和方机两种用即这两种机器可以编织出许多复杂的编织物但.这些复杂形状大多来源于两种基本形状长方体和厚壁的圆管.低碳纤维自行车整体车架
4、成型工艺成型工艺是碳纤维车架制品的关键环节即成型工艺的选择取决于制品的形状、物理性能要求和用途笔.者设计的有机形态自行车车架的结构具有自由形态的三维曲面、非等径结构、截面变化比较大等特点因即而无法采用缠绕法和拉挤法;而编织成型工艺在即编织之前即必须使用计算机对制作零件的编织物进行设计和计算即由于车架是三维自由曲面即难于构造出数学模型无法进行编程计算因此难以采用编织法基于以上原因在多方调研和分析比较的基础上决定采用的改进工艺真空辅助成型工艺低.工工艺装置真空辅助工艺装置如图主要由树脂注射机、成型模具、抽真空设备三部分组成图工艺装置示意图低.工.树工脂注射机由计量泵、注射头组成.计量泵含有树脂泵、
5、固化剂泵及计量装置.树脂及固化剂经计量泵按一定的比例加压输入注射头中即经注射头混合后注入模具这.种方法注射速度易于控制即树脂和固化剂只在注射头中混合因即而可长期存放且即注射结束后易于清洗.低.工.成低型模具采用铝合金制造即铝合金模具使用寿命长如低次制0件0表0即面质量良好模.具结构为组合形式即有定位、锁紧、开启、密封装置注.射口位于模具最低点即车架前脸管附近排即出口在树脂较难流到的车架后*钩处.抽真空设备同排出口相连接即在注射机注射树脂的同时抽真空这.样能增加树脂传递压力即排除模具及树脂中的气泡和水分并即为树脂在模腔中打开通道即形成完整的通路即从而大大提高制品成功率即使得制品质量上升.低.低工
6、艺特点及材料工艺的技术关键是树脂系统的选择为了提高车架的质量笔者选用了韧性好、同碳纤维亲合力强的改性环氧树脂要将树脂输送至模腔内并迫使树脂迅速浸润纤维其粘度为？为最佳以加热压注方式为好图将车架成型工艺流程图制备自行车架泡沫内芯铺设碳纤维脱模剂处理模具模具的清理制品后加工脱模固化注射机压注树脂抽真空组装模具密封材料的准备树脂传递压力是工艺中应该控制的主要参数此压力用来克服流入模腔和浸透碳纤维时所遇到的阻力.注射压力必须满足注射速度的要求,注射操作一般要求在树脂胶凝的/2时间内完成注射压力为.5.树脂完成传递的时间与系统压力和温度有关时间短可提高生产效率但如果树脂流量太大胶液就来不及浸透碳纤维因此一般要求在传递过程中进入模具的树脂液面上升速度W25mm/min.通过模具上的观察口排出口来监控树脂传递过程.2.3工艺流程见图3.此主题相关图片如下：3结论 法可以实现复杂形状的车架一次整体性成型从而简化了车架结构并且减少了车架组成零件和联接零件的数量因而能有效地减轻车架重量降低工艺消耗和提高车架结构的使用性能 2法成型形状复杂的制品比较方便因为树脂在固化前具有一定的流动性纤维很柔软能依模具形成所要求的形状和尺寸.这对单件和小批量产品尤为方便是金属制品工艺无法相比的真空辅助工艺制造的碳纤维自由形态自行车架的纤维浸润性好层间结合力高力学性能良好
