复合材料科学与技术指南
你知道第一个复合材料是在 4000 年前用泥巴和稻草制成的吗?如今,制造商每年使用 65,000 至 85,000 公吨碳纤维复合材料。
随着所使用的复合材料呈指数级增长,了解最新情况至关重要。继续阅读本文以了解复合科学与技术。
复合材料的重要性
复合材料为制造过程提供了独特的优势。碳复合材料提供符合设计规范的坚固、耐用、轻便的产品。
碳纤维增强聚合物 (CFRP) 彻底改变了工程过程。由于 CFRP,特定的汽车和航空航天部件现在重量更轻。这意味着更低的悬架要求、更小的车轮、轮胎和发动机。
耐腐蚀的碳纤维部件降低了成本并简化了制造过程。它们还提供更长的使用寿命。
复合科技
了解用于制造这些复合材料的科学和技术非常重要。因此,该过程包括几个步骤。
预浸料
预浸料包含复合增强材料,例如用活性树脂预浸渍的碳纤维。因此,这些树脂包括硬化剂。创建复合材料部件通常涉及将预浸料分层放入模具中。
高压灭菌
然后将复合树脂模具放置在高压釜内。然后加热到“固化温度”,使树脂发生反应和固化。
高压灭菌外固化
有些零件,尤其是航空航天工业中的零件,对于高压釜来说太大了。因此,高压釜外固化程序提供了替代解决方案。
创建无空隙复合零件涉及两个关键因素。工艺必须保证排风并保持质量。
高压釜外预浸料包含两个外表面,上面覆盖着树脂薄膜。部分浸渍树脂的中心形成干纤维内部。这种预浸料结构减少了室温下堆叠预浸料之间的空气滞留。固化
在室温下,最佳的高压釜外树脂应该:
- 具有较低的反应性以避免冷流
- 保留多孔区域,以便在高温下排出空气
- 粘度迅速降低,以便在凝胶化前浸渍多孔区域
为了减少内部空隙,平衡树脂流动和凝胶时间至关重要。这意味着在整个固化过程中保持适当的温度。
气囊成型
将复合材料应用于气囊后,将其放置在阴腔模具内。然后将模具合模并加热以固化零件。
在固化过程中,空气压力迫使层压板靠在外腔上。因此,这将其在模具内固化,从而形成坚固、轻便、中空的结构。
铸造成型
铸造成型是生成多个相同组件的有效方法。同时,这种方法允许在不影响生产的情况下进行修改。
创建铸模后,它们会填充复合材料。材料固化,然后移除模具并重新使用。这会降低工具和制造成本。
压缩成型
压缩成型涉及将预浸料放入阴模腔中。然后用公模腔压缩。
模具开始预热到特定的固化温度,从而缩短了固化周期。因此,这允许固化时间为 3 到 25 分钟。
经济高效的制造解决方案
先进的技术可高效生产高质量的组件,以满足您的需求。本文概述了最先进的复合科学技术。
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纤维