碳纤维型材

时间:2024-07-09 21:18:07编辑:奇闻君

汽车碳纤维材料怎么制作教程?

一般使用模压、真空导入、热压罐等工艺制作完成。碳纤维给汽车制造带来的突出优势:1、轻量化,碳纤维应用于汽车后,给汽车制造带来最明显的好处就是汽车轻量化,最直接影响的就是节能、加速、制动性能的提升。一般而言,车重减小10%,油耗降低6%~8%,排放降低5~6%,0-100km/h加速性提升8-10%,制动距离缩短2~7m;2、安全性,车身轻量化可以使整车的重心下移,提升了汽车操纵稳定性,车辆的运行将更加安全、稳定。碳纤维复合材料具有极佳的能量吸收率,碰撞吸能能力是钢的六到七倍、铝的三到四倍,这进一步保证了汽车的安全性;3、舒适度,碳纤维复合材料具有更高的震动阻尼,轻合金需要9秒才能停止震动,碳纤维复合材料2秒就能停止,故碳纤维应用在汽车上,对于整车NVH(噪声、振动与声振粗糙度)的提升贡献同样很大,会大幅增强汽车行驶的舒适性。百万购车补贴

跑车上的碳纤维是什么材料

碳纤维是一种具有优异力学性能的新型材料,兼具碳材料的强拉伸强度和纤维的柔软加工性能。碳纤维的拉伸强度约为7GPa,拉伸模量约为200-700GPA。密度约为1.5-2.0克/立方厘米,这与前驱体的结构有关,主要取决于碳化温度。一般在3000℃石墨化后,密度可达2.0g/cm3。另外,它的重量很轻,比重比铝轻,不到钢的1/4,比强度是铁的20倍。碳纤维的热膨胀系数不同于其他纤维,具有各向异性的特点。碳纤维的比热容一般为7.12。热导率随着温度的升高而降低,平行于纤维方向为负(0.72至0.90),垂直于纤维方向为正(32至22)。碳纤维的电阻率与纤维类型有关。在25℃时,高模量为775,高强度碳纤维为1500根/厘米。这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。碳纤维除了具有普通碳素材料的特性外,在形状上具有显著的各向异性柔软性,可以加工成各种织物。由于其比重小,沿纤维轴显示出高强度。碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度和比模量综合指标是现有结构材料中最高的。百万购车补贴

碳纤维和铝合金怎么区别

一、本质不同1、碳纤维:含炭量在90%以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。用腈纶和粘胶纤维做原料,经高温氧化碳化而成。2、铝合金:工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。二、应用不同1、碳纤维:主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合,制造先进复合材料。2、铝合金:航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。三、加工工艺不同1、碳纤维:现代炭纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法与气相生长法。2、铝合金:铝和铝合金可以用各种不同的方法熔炼。常使用的是无芯感应炉和槽式感应炉、坩埚炉和反射式平炉(使用天然气或燃料油燃烧)以及电阻炉和电热辐射炉。参考资料来源:百度百科-碳纤维参考资料来源:百度百科-铝合金

碳纤维 铝合金 硬度

铝合金材料在生活中应用范围广泛。生活中都能接触到这种材料。铝合金价格比较便宜,重量相对于钢铁来说比较轻,强度较高。这种材料的缺点是弹性差,受力过大后容易发生变形。碳纤维材料在应用中多和树脂复合使用,碳纤维复材重量要更轻,强度比铝合金要高很多,由于生产工艺复杂,价格很贵。碳纤复材硬度高但是比较脆,超出承载限制的受力会出现破碎,另外受到剐蹭内部便会损坏,材料性能会大大降低。
  碳纤维的性能远胜铝合金材料:
  一、从材料抗压或抗压的计量模量上来看,碳纤维的数据为200(GNm^-2)而6系铝合金的数据在69到79之间。数据越大表明受力变形越小,表明硬度越高。
  二、材料重量上来看,碳纤维的密度要比铝合金小很多,制品方面铝合金材料能通过技术达到和碳纤维相近的重量,但是高端减重设备铝合金难以达到碳纤的数值。
  三、铝合金材料结合部位通常会因为焊接留下痕迹,在外形塑造方面比较生硬死板。碳纤维制品是碳纤维布和树脂在模具中成形,可塑造各种造型,对于产品设计来说有很大便利。


碳纤维管的用途有哪些?碳纤维管材强度怎么样

一、什么是碳纤维管



碳纤维管又称碳素纤维管、碳管、碳纤管,是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙烯基聚酯树脂,经加热固化拉挤(缠挠)而成的一种管材,可以通过不同的模具生产出各种形状、规格不同的型材,如碳纤维圆管、碳纤维方管、碳纤维矩管等。



二、碳纤维管的用途有哪些



碳纤维管是以苯乙烯基聚酯树脂为基体材料,碳纤维为增强材料制成的管材,它的应用领域相当广泛,包括:



1、利用其轻而强和轻而硬的力学特性,广泛应用于航空、航天、建筑、机械设备、军工、体育休闲等结构材料。



2、利用其耐腐蚀、耐热、垂直度好(±0.2mm)、机械强度高的特性,可适用于线路板印刷设备的传动轴。



3、利用其耐疲劳特性,可应用于直升飞机的叶片。



4、利用其振动衰减性,可应用于音响器材。



5、利用其强度高、抗老化、防紫外线、机械性能好的特性,适用于帐篷、建筑建材、蚊帐、球袋、箱包、窗帘、广告展架、雨伞、风帆、健身器材、箭杆、球杆、高尔夫练习网、旗杆开关插销、水上运动器具等。



6、利用其轻质、韧性好的特性,适用于制作风筝、飞碟、弓背、电动飞机及各类玩具等。


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三、碳纤维管材强度怎么样



碳纤维管主要是靠碳纤维的拉应力来承受载荷,在投入使用之前需要对其强度进行检测,那么碳纤维管强度如何呢?



1、碳纤维管的生产工艺不同,所出来的产品强度也不同,基体的强度决定了碳纤维管的强度。以T700碳纤维和树脂为原料采用缠绕成型工艺制作出的碳纤维管为例,对规格为1.6*50*500mm的碳纤维管进行检测,可以发现碳纤维管平均抗压强度能够达到230MPa。



2、碳纤维管的拉伸性能一般也比较出色,经过测试,碳管能够承受800MPa以上的拉伸强度,应变最大0.03,比钢管拉伸强度更强,而且重量轻50%左右,但是碳管具有的脆性限制了其性能和应用。



一般来说,碳纤维管的强度能够满足市场的普遍需求,如有特殊需要,也可以根据需求定制合适强度的碳纤维管,或改用其他材质的管材。


碳纤维跑车和普通跑车有什么区别?

碳纤维跑车和普通跑车的区别是:1、碳纤维的硬度同样也是非常给力的,强度是铁的20倍,甚至还能在2000℃高温下唯一一种强度不会下降的物质,冲击吸收能力也是普通金属的4-5倍;2、同时还拥有耐疲劳、耐腐蚀的特性,在同样截面积的材料,碳纤维所承受的力还可以超过钢材好几倍。不但降低了汽车的伤亡意外事故,还进一步保护了车主的行驶中的人身安全;3、碳纤维还能和其他材料混合在一起,像碳纤维和陶瓷制成的碳陶瓷刹车盘,这种刹车盘的重量非常轻。整体重量还不到普通钢制刹车盘的一半,而且还更加耐高温。即使长时间暴力刹车也不会出现热衰减的情况,不过碳纤维最大的缺点那就是可塑性比较差;4、碳纤维这种材质不像钢铁一样,有延展性,可以发生较大的变形,而且又能不破坏。而碳纤维受到强烈撞击就会碎,且不能修复只能更换,当然成本会非常高,所以也只有豪车跑车能受到了这个折腾。


玻璃钢与碳纤维有什么不同??

1、原料不同。玻璃钢制品是用玻来纤维和松脂制成的,碳纤维制品是用纤维原丝和树脂制成的,

2、强度不同。玻璃钢制品抗击强度大。不过高强度玻璃纤维更好,耐火耐高温耐腐蚀。

3、材质轻重不同。玻璃钢制品至登比较轻、强大、耐高蚀。碳纤维制品比起玻璃探产品更为离强和质轻,强度大于3000MPa,密孩为1.8g/立方理米,也态温、耐胸蚀、热膨胀系小。


玻璃钢与碳纤维有什么不同??

1、原料不同。玻璃钢制品是用玻来纤维和松脂制成的,碳纤维制品是用纤维原丝和树脂制成的,2、强度不同。玻璃钢制品抗击强度大。不过高强度玻璃纤维更好,耐火耐高温耐腐蚀。3、材质轻重不同。玻璃钢制品至登比较轻、强大、耐高蚀。碳纤维制品比起玻璃探产品更为离强和质轻,强度大于3000MPa,密孩为1.8g/立方理米,也态温、耐胸蚀、热膨胀系小。扩展资料:玻璃钢制品抗海洋生物的附着、没有磁性、介电性和微波透性好、隔热、可设计性好、成趣便墙。它的或型方法有手糊、喷射、模压、缠绕、拉挤等,其中,手糊成型法用的最多。使用领域广泛,可用作冷却塔、耐购蚀管道、汽车火车配/件、游艇配件、绝嫁管。碳纤维制品:的使用范困非常广泛,涉及医疗器城,家具速材、体育用品、汽车制造、航天航空、军安全、乐指音响等多个方面。玻璃钢制品和微纤维制品两者相比,后者更胜一等。参考资料来源:百度百科-碳纤维参考资料来源:百度百科-玻璃钢

碳纤维复合材料成型工艺

        碳纤维复合材料虽然性能优异,但因为成本和批量化生产效率的问题,迟迟没有大规模应用。如何高速、高效大批量生产高质量、低成本的碳纤维复合材料,并提高材料利用率,是业界人士的共同目标。

        碳纤维复合材料在发挥其轻质高强的基础上,会根据应用对象的差异采用不同的成型工艺,从而尽可能地发挥出碳纤维所具有的特殊性能。 成型工艺改进、优化的目的主要是提高效率和制品质量,从而降低整体的加工成本。

(1)手糊成型工艺--湿法铺层成型法;

(2)喷射成型工艺;

(3)树脂传递模塑成型技术(RTM技术);

(4)袋压法(压力袋法)成型;

(5)真空袋压成型;

(6)热压罐成型技术;

(7)液压釜法成型技术;

(8)热膨胀模塑法成型技术;

(9)夹层结构成型技术;

(10)模压料生产工艺;

(11)ZMC模压料注射技术;

(12)模压成型工艺;

(13)层合板生产技术;

(14)卷制管成型技术;

(15)纤维缠绕制品成型技术;

(16)连续制板生产工艺;

(17)浇铸成型技术;

(18)拉挤成型工艺;

(19)连续缠绕制管工艺;

(20)编织复合材料制造技术;

(21)热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺;

(22)注射成型工艺;

(23)挤出成型工艺;

(24)离心浇铸制管成型工艺;

(25)其它成型技术。

         随着碳纤维复合材料应用的深入和发展,碳纤维复合材料的成型方式也在不断地以新的形式出现,但是碳纤维复合材料的诸种成型工艺并非按照更新淘汰的方式存在的,在实际应用中,往往是多种工艺并存,实现不同条件、不同情况下的最好效应。相信在未来几年碳纤维复合材料成型速度会不断提高,或许一分钟内成型将不会是空谈。

        在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣,将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上,刷涂或喷涂树脂体系胶液,达到需要的厚度后,成型固化、脱模。在制备技术高度发达的今天,手糊工艺仍以工艺简便、投资低廉、适用面广等优势在石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域广泛应用。其缺点是质地疏松、密度低,制品强度不高,而且主要依赖于人工,质量不稳定,生产效率很低。




         属于手糊工艺低压成型中的一类,使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后,压缩空气喷洒在模具上,达到预定厚度后,再手工用橡胶锟按压,然后固化成型。为改进手糊成型而创造的一种半机械化成型工艺,在工作效率方面有一定程度的提高,但依然满足不了大批量生产,用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。




        将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化,这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流变性能,进行改进与完善。层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材。具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点,但是设备一次性投资大。

        将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上,然后固化、脱模成为复合材料制品的工艺。碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高比模量以及低密度的特点,制品结构单一,可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。

        将浸渍树脂胶液的连续碳纤维丝束、带或布等,在牵引力的作用下,通过挤压模具成型、固化,连续不断地生产长度不限的型材。拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺,其优点是生产过程可完全实现自动化控制,生产效率高。拉挤成型制品中纤维质量分数可高达80%,浸胶在张力下进行,能充分发挥增强材料的作用,产品强度高,其制成品纵、横向强度可任意调整,可以满足制品的不同力学性能要求。该工艺适合于生产各种截面形状的型材,如工字型、角型、槽型、异型截面管材以及上述截面构成的组合截面型材,碳纤维复合芯导线主要采用这种成型工艺。




        将液态单体合成为高分子聚合物,再从聚合物固化反应为复合材料的过程改为直接在模具中同时一次完成,既减少了工艺过程中的能量消耗,又缩短了模塑周期(只需约2分钟便可完成一件制品)。但这种工艺的应用,必须以精确的管道输送和计量以及温度压力自动控制为基础,属于高分子材料和近代高新科学技术的交叉范畴,目前的应用还不是很广。液态成型主要包括:RTM成型工艺、RFI成型、VARI成型。

         树脂膜渗透(RFI)成型工艺示意图如下。主要优点是模具比RTM工艺模具简单,树脂沿厚度方向流动,更容易浸润纤维,没有预浸料,成本较低。但所得制品尺寸精度和表面质量不如RTM工艺,空隙含量较高,效率也稍微低一些,适合生产大平面或简单曲面的零件。

        真空辅助成型工艺(VARI)的示意图如下,这种方法的优点是原材料利用率高,制件修整加工量少,不需要预浸料,成本较低,适用于常温或温度不高的大型壁板结构件生产。但缺点和RFI成型工艺相似。    




        将单层预浸料按预定方向铺叠成的复合材料坯料放在热压罐内,在一定温度和压力下完成固化过程。热压罐是一种能承受和调控一定温度、压力范围的专用压力容器。坯料被铺放在附有脱模剂的模具表面,然后依次用多孔防粘布(膜)、吸胶毡、透气毡覆盖,并密封于真空袋内,再放入热压罐中。加温固化前先将袋抽真空,除去空气和挥发物,然后按不同树脂的固化制度升温、加压、固化。固化制度的制定与执行是保证热压罐成型制件质量的关键。该种成型工艺适用于制造飞机舱门、整流罩、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等产品。

这种方法使用较多,主要优点是:

(1)制品尺寸稳定,重复性好;

(2)纤维体积含量高(60%-65%);

(3)力学性能可靠;

(4)几乎可成型所有的材料;

(5)可固化不同厚度的层合版;

(6)可制造复杂曲面的零件。

但也存在以下不足:

(1)制件大小受热压罐尺寸限制;

(2)周期长、生产效率低;

(3)耗能高,运行成本高。




        简称VIP, 在模具上铺“干”碳纤维复合材料,然后铺真空袋,并抽出体系中的真空,在模具腔中形成一个负压,利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中,让树脂浸润增强材料,最后充满整个模具,制品固化后,揭去真空袋材料,从模具上得到所需的制品。该工艺在1950年就出现了专利记录,但在近几年才得到发展。在真空环境下树脂浸润碳纤,制品中产生的气泡极少,制品的强度更高、质量更轻,产品质量比较稳定,而且降低了树脂的损耗,仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品,能较好地控制产品厚度。一般应用于船艇工业中的方向舵、雷达屏蔽罩,风电能源中的叶片、机舱罩,汽车工业中的各类车顶、挡风板、车厢等。

        将碳纤维预浸料置于上下模之间,合模将模具置于液压成型台上,经过一定时间的高温高压使树脂固化后,取下碳纤维制品。这种成型技术具有高效、制件质量好、尺寸精度高、受环境影响小等优点,适用于批量化、强度高的复合材料制件的成型。但前期模具制造复杂,投入高,制件大小受压机尺寸的限制。

预浸料基材的成型工艺

        另外片状模塑料(Sheet Molding Compound,SMC)模压成型工艺、长碳纤维增强热塑性材料(Long Carbon Fiber Reinforced Thermolplastics,CF-LFT)注塑成型工艺也得到了广泛应用。

        SMC由树脂糊浸渍纤维或短切纤维毡,两面覆盖聚乙烯薄膜而制成的片状模压料,属于预浸毡料范围。SMC成型效 率高、产品的表面光洁度好、外形尺寸稳定性好,且成型周期短、成本低,适合大批量生产,适合生产截面变化不太大的薄壁制品,在GFRP汽车部件生产领域已得到广泛应用。目前,在车用CFRP成型工艺方面,SMC主要用于片状短切纤维复合材料的生产,由于纤维的非连续性,制品强度不高,且强度具有面内各向同性特点。而碳纤维在树脂糊中的润湿性是SMC工艺面临的重要课题,通过对碳纤维进行必要的表面处理,并采用适当的润湿分散剂能够有效提高碳纤维在树脂糊中的润湿性和均匀性。碳纤维SMC也在汽车工业领域获得了不少应用。

SMC的参考工艺流程

        模压工艺在欧美虽然已经有相当长的应用历史,但是在国内依然是应用性很强的一种碳纤维成型工艺,在工业的承力结构件制造方面有不可取代的地位,由于树脂含量可控,纤维浸润性好,成品碳纤维含量较高,因此强度表现优异,精准的制件尺寸,较短的成型周期,良好的生产环境,能满足年产量5-8万件的规模性生产。我国高铁某车型应用的一款碳纤维结构件在无锡威盛新材量产,采用预埋加模压的工艺,成型后不仅解决了金属与碳纤维连接难的问题,而且确保了制件的机械强度,据高铁制造商方面反馈,这种质轻、强度大、耐老化、使用寿命长的碳纤维结构件不仅达到了他们的预期效果,而且他们从应用结果推断,使用模压成型工艺的碳纤维还可以适用于更多的产品,例如高铁车辆内部的装饰件、扶手、车身附件等。

         一种将感应器集成在模具中的新型感应加热工艺,可以在20℃-400℃的温度下加工碳纤维,通过热传导利用集成在模具内部的感应器来加热模具表面。这是由新兴企业RocTool公司在Cage系统上推出的补充技术,采用电磁感应可以迅速加热模具,并能很好地控制局部温度。其优势是显著减少了周期时间和部件成本。但是目前该种技术尚不适合大型部件,而且相关的产量必须足够大。




         树脂转移模塑成形(RTM:Resin Transfer Molding)技术是一种低成本复合材料的制造方法,最初主要用于飞机次承力结构件,如舱门和检查口盖。1996年,美国防务预研局开展了高强度主承力构件的低成本RTM 制造技术研究。RTM技术具有高效、低成本、制件质量好、尺寸精度高、受环境影响小等优点,可应用于体积大、结构复杂、强度高的复合材料制件的成型,已经成为近几年航空航天材料加工领域研究最为活跃的方向之一。

原理简介

        RTM工艺的主要原理是在模腔(模腔需要预先制作成特定尺寸)中铺放按性能和结构要求设计的增强材料预成形体,在一定压力范围内,采用注射设备将专用树脂体系注入闭合模腔,通过树脂与增强体的浸润固化成型。模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统,以保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维;同时具有加热系统,可加热固化成形复合材料构件。它是一种不采用预浸料,也不采用热压罐的成形方法。

        目前主要的派生技术是真空导入模塑工艺(VIMP:Vacuum Infusion Molding Process)、柔性辅助RTM和共注射RTM。这些技术在保留了传统的RTM工艺可浸渍成型带有夹芯、加筋、预埋件的大型构件等优势的基础上,具有生产构件范围广、产品质量稳定、易与其他编织工艺相结合和低成本的制造优势。此外高压Resin transfer molding (HP-RTM)采用预成型件、钢模、真空辅助排气,高压注射和高压下完成高性能热固性复合材料的浸渍和固化工艺,实现低成本、短周期(大批量)、高质量生产。

HP-RTM主要优点:

① 树脂快速充满模腔。②改善了树脂浸渍增强材料的质量。③加速树脂反应性系统可以获得短的固化周期。④对空气的排除和产品的孔隙减少具有重大意义。⑤产品具有卓越的表面性能和质量。⑥产品的厚度和三维形状尺寸偏差低。⑦具有高的工艺稳定性和重复性。 ⑧使用内脱模剂和自清洁系统。

HP-RTM需要满足以下要求:

① 很好的材料和很高的另件性能。②另件的表面质量要求非常高。③短的加工周期。④有条件有能力使用快速固化树脂。⑤具备大规模化的工业生产能力。

虽然RTM成型工艺的优点很多,但也存在以下 不足: ①闭合磨具密封要求高,前期费用高;②树脂和纤维直接有空隙,注入树脂前需要加热,预成型体在放入模具时位置要恰到好处。

        这是一种新型技术,伯乐CIML设备将传统的“多步法”工艺集成为“一步法”,大大缩短了工艺流程,并且更好地保留了纤维长度,达到节能高效生产的目的。通过攻克材料-装备-制造中的配方优化、混配系统、智能控制系统和成型工艺参数优化等一系列关键技术问题,完全满足汽车轻量化对制品强度、成本、效率等方面的需求,堪称为汽车轻量化量身打造的装备利器。







参考资料:

[1] https://www.sohu.com/a/165244973_777213

[2] http://www.sohu.com/a/74530286_232483

[3] https://wenku.baidu.com/view/359ca266b207e87101f69e3143323968011cf4b1.html


碳纤维复合材料加工方法

        随着各行业对材料轻量化和卓越性能的追求,碳纤维及其复合材料的应用越来越广泛,目前还没有大批量应用的原因主要是成本和生产效率的问题。而成本主要是材料成本和批量化成型加工成本,如何高速、高效大批量生产高质量、低成本的碳纤维复合材料,减少材料浪费,已经成为业内的共识。

1.车削加工

        车削是在碳纤维增强复合材料(CFRP )加工中应用最多的方法也是最基础的方法,通常适用于圆柱表面预定公差的实现。适合车削可以应用的刀具主要材料为:硬质合金或陶瓷以及聚晶金刚石。加工工艺中进刀速率,所切深度,和切削的速度都会影响工件成品表面质量和道具损坏程度,这也是进行技术优化的目标方向。




2.铣削加工

        铣削通常是对成品工件再加工的一种加工方式,要求的加工精度较高,对复杂工件粗加工后的修缮性的铣削过程。在加工过程中,同样端铣刀和CFRP 之间要进行复杂的相互作用,造成 CFRP 工件存在没切断的纤维纱线以及分层现象。为减少和避免类似缺陷产生,只要在加工前期,科学预测切削力和轴分层和未切断的纤维纱线毛边的现象时有发生的大小,控制加工工艺参数设置,将有效减少了毛刺毛边的产生。

        主要的工艺参数,如纤维取向、轴向和切向进给速度、切削速度等,都会对工件表面粗糙度产生显著影响。铣削加工的技术要求:反复实验纤维取向,轴向和切向进给速度,形成最佳参数,进行铣削加工。

3.钻孔加工

        工件要求螺栓或铆接装配时需钻孔操作,在CFRP 钻孔过程中仍然存在一定问题:材料的离层现象,刀具的严重损耗以及孔内壁的质量问题。经实验分析,设置的切削参数、钻头的几何形态以及切削的质量对上诉产生的问题均产生明显影响。通常把损伤区最大直径和孔径比率称为损伤因子,也是表示分层现象的程度,分层因子越大,表示分层问题越为严重。

        通过实验可以推理,切削过程中推力和分层现象产生也有相互关系,推削力的大小也可表示分层程度。基于相同的钻孔材料,不同于其他加工方式,钻孔加工中切削速率不会给切削力产生很大影响。

        在同一切削参数下,与麻花钻头相比,参数对复合型特殊钻头分层影响较低。对于特殊几何特征的钻头,较大的进给速度和钻头直径可以减少分层,并且不同直径比钻孔切削力会随着直径比的减小而增大,随着进给速度的增大而增大。

4.磨削加工

        通常在船舶制造,航天工业领域,对 CFRP 的工件质量要求更为苛刻。工件精度和质量都要求在较高加工方式下进行,而磨削加工的施工工艺恰恰符合其制造要求。磨削加工件精度要求十分严格,需对已经粗加工的工件进行细磨加工。磨削加工

         CFRP 要比金属困难和复杂得多,国内外学者也进行了相关研究,设计了一种杯形砂轮,在其内部提供冷却液对CFRP 进行磨削加工,比较了干式磨削、外部冷却液磨削和内部冷却液磨削3种加工方式,结果显示 :内部冷却液磨削方式加工过程中,附着于砂轮上的基体树脂明显减少,砂轮中的磨粒能更有效地磨削纤维且在材料表面不会产生层离或毛刺现象。这种砂轮内部提供冷却液的方法展示出了更强的冷却效果,能显著降低磨削温度,同时有利于切屑的排出。




5.超声振动加工技术

        超声振动加工机理是建立在传统加工过程中刀具和工件相对运动的基础上的,然后在对两者施加一定的超声振动,从而生产出性能更优越的复合型材料。该技术属于对传统技术的优化和辅助,较传统加工方式,技术更加先进,成品工件表面质量更加细腻,同时也降低裂纹产生的现象,节省了加工成本。有效减低了CFRP增强复合材料的加工难度,超声波的应用,彻底改善了材料去除机理,降低工具和工件相互的摩擦力,减少了工具加工时间,增强了刀具作用力,提高了加工效率,减少了刀具磨损,使工件加工的精度和质量更先进。主要有超声振动钻孔加工、超声振动磨削加工、超声振动铣削加工,超声振动切削加工。

(1)超声振动钻孔加工

        超声振动钻孔加工是一种非传统的加工方法,在高效钻削加工复合材料方面具有很大发展潜能,其主要优点包括:减小切削力和力矩;提高加工表面质量,减少毛刺;避免分层现象发生等。

        有学者研究以金刚石磨粒旋转超声振动钻孔加工 CFRP,旋转超声钻孔加工如图 3 所示。对 CFRP的机理分析表明:CFRP 的材料去除机理更适用于脆性断裂而不是塑性变形,建立切削力模型用于预测加工参数和加工环境对切削力影响的关系,并通过试验验证了该力学模型的准确性。

(2)超声振动磨削加工

超声振动磨削加工结合了金刚石磨削加工材料去除机理和具有超声加工特点的复合式磨削加工技术。其优点主要有:可产生切削力减小和切屑减薄的效果;改善工件表面精度和形状精度;提高材料去除率,延长工具的寿命;提高脆性与延性域发生转变的临界切削深度,实现脆性材料的延性域加工。




参考资料:

[1] 中塑在线 http://info.21cp.com/industry/News/201708/1315750.htm


碳纤维管规格 碳纤维管的特点

碳纤维管又称碳素纤维管,也称碳管,碳纤管,是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤(缠挠)而成。碳纤维的规格型号有很多种,碳纤维管的主要特点有抗拉强度高,密度小、重量轻。 碳纤维管规格 产品规格:直径0.5mm-600mm,长度2mm-5500mm,壁厚0.2mm-50mm。 碳纤维管规格 碳纤维管的特点 碳纤维管的特点 1、抗拉强度高:碳纤维的强度是钢材的6-12倍,可达到3000mpa以上。 2、密度小、重量轻。密度只有钢材的1/4不到。 理化特性及用途 碳纤维管具有强度高,寿命长、耐腐蚀,品质轻、低密度等优点,广泛应用于风筝、航空模型飞机、灯用支架、PC设备转轴、蚀刻机、医疗器械、体育器材等机械设备。尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。并具有高比模、耐疲劳、抗蠕变、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等。 缺点是具有导电性(Ωcm——1.5×10-3),优点是有非常好的抗张强度(如以12000细丝数单位计算, 其抗张强度为kg/mm2——400)。 用于碳纤维管生产方面的碳纤维含量多少,直接决定其力学性能表现和价值。碳纤维管具有质轻、坚实、抗拉强度高的特点,但在使用时应特别注意防电。


影响碳纤维管质量的因素有哪些?

第一个因素就是成型工艺,碳纤维管常用成型工艺有三种:卷制、缠绕、拉挤, 这三张工艺路有利弊。卷制工艺自动化程度高,制作的管材的强度也要优于其他工艺,
但是相对来说成本要高一点缠绕工艺能够根据产品的受力设计缠绕的规律,能够充分发挥出优势,但是不能缠绕任意结构的制品。拉挤工艺能够实现纤维的连续性,但是不
能实现角度的任意变化。
第二个因素就是材料的选择,碳纤维管的质量最主要就是其原材料所决定,东丽、台塑等知名厂家所生产的碳纤维固然要比其它碳纤维要好,那么所制成的产品质量也会
提升。同时,碳纤维-般不会单独使用 ,大多情况下是与树脂融合构成复合材料,那么树脂的的质量也不可忽视。
不同规格的碳纤维制作都需要芯模,不同材料所制成的芯模对管材表面有着一影响,低端材料制成的芯模耐受不住固化温度,难以生产出高品质碳纤维管。还有芯模的
设计对于碳纤维管也有着-定的影响,比如说碳纤维管长度短,就采用直径芯模,碳纤维管较长,就采用带锥度的芯模。


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