连续碳纤维增强热塑性复材应用的现实困境和解决方案

“预浸料”是指用树脂体系对增强纤维或织物完成预浸渍的通用术语，其中树脂体系（通常是环氧树脂）包含适当的固化剂。其最终结果是当预浸料准备好并放入模具中，无需添加任何其他树脂。而为了使层压板固化，必须使用一定压力和温度。预浸料的优点最大强度特性。典型的手工铺层会有大量过量的树脂，过量的树脂会增加脆性并降低整体性能。而大多数预浸料含约35％的树脂，这是实现最大固化性能的理想选择，通常在常规的手工层压中是无法实现的。 均匀性和可重复性。预浸料厚度均匀，并且从模具中出来的每个零件在理论上都可能是相同的。真空袋装技术在处理等方面仍有一定的误差，但预浸料可以大大减少这些问题。 减少固化时间。经过热固化循环后，无需等待标准的48小时即可完全固化。 外观较好。虽然预浸料加工仍然需要模具准备和脱模，但是，预浸料加工可消除气泡，更容易获得光滑、有光泽的表面。 预浸料的缺点成本高。鉴于材料特性和加工工艺等因素，预浸料成本始终较高。 保质期。性能优异的预浸料可以在室温（75°F）下最多保存六个月，但一旦将预浸料加热固化并在较高温度下储存会缩短保质期。 必要的热固化。为了使预浸料固化，必须达到最低270°F的温度，并保持该温度至少四个小时，因此许多先进的制造商都使用高压釜。 预浸料如何加工？为了完全固化预浸料，需要加热和加压。虽然可以使用压力机来获得压力，但更典型的方法是真空装袋。零件放置后，必须将其与所有常用元件一起用真空袋装好，剥离层以使袋不粘附在零件上，然后放渗气布以吸收多余的树脂。尽管预浸料固化方式多样化，但理想的固化环境是具有温度和压力控制功能的高压釜。热量需求通常需要烘箱，以便控制温度上升和下降，并在一定的持续时间内保持受控的均匀温度。如何使用预浸料？首先需要准备模具，而为了获得光滑的成品零件，必须有一个已打蜡并涂有PVA的无瑕模具。预浸料在两个衬板之间，在将织物放入模具前需要将其剥离。由于预浸料的表面非常粘，因此有必要将材料小心地放入模具中。与手工层压中的干织物不同，在不固定脱模剂的情况下无法重新放置预浸料。预浸料如果已部分固化，可以使用小刀或剪刀修剪、打褶和成形。预浸料很容易处理，由于其粘性，它会紧密地放在模具中。在将各层放入模具中之后，必须对预浸料进行压缩以使其粘合，以除去各层之间的残留空气并挤出多余的树脂。虽然预浸料中树脂含量得到控制，但是随着温度的升高，树脂自然会变稀，并且在树脂完全固化之前会有树脂流动。使用压力机完成所需的压缩，但是除非零件完全平坦，否则不能选择压力机。因此，通常将零件真空包装。预浸料的一大优点是，在固化和冷却后，可以在零件上铺设额外的层而不会刮伤或进行额外的表面处理。同样，一次可以放置多达四分之一英寸，但要考虑到不要在层之间捕获空气。叠放完成后，将真空袋盖好并密封，然后准备抽真空并开始加热循环。所有固化周期都以温度上升开始，以温度下降结束。区别在于目标温度和完全固化所需的时间。始终以每分钟不超过5°F的速度上升，直到达到目标温度为止。在整个固化周期内保持目标温度，然后以每分钟小于5°F的速度下降至至少150°F，然后再从烘箱中取出。让零件冷却至室温，除去真空包装材料，然后从模具中取出零件。在确定使用的时间和热量时，有几个注意事项。首先，如果不着急，可以将零件放置在高温中长达24小时，而不会损坏零件；其次，在确定温度和固化周期时，请考虑模具的质量和电导率，如果是薄金属，它将快速加热并且不会干扰固化周期；最后，必须考虑模具的质量和模具材料的温度限制，如果模具很薄并且是由典型的聚酯/玻璃纤维材料制成的，则在受热时可能会变形。主要参考：Fiber Glast，来源：碳纤维及其复合材料技术特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络，发布的目的在于传递更多信息及分享，并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。版权归原作者所有，任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议，请第一时间联系我们，我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展，本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台，对广告内容的真实性或有效性不做评价，请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关，特此声明。来源：碳纤维生产技术