碳纖維熱壓罐成型制品的工藝方法,包括以下步驟:將模具鋪層進(jìn)行預(yù)壓實,再將鋪好的工藝組件放入熱壓罐,檢測真空氣密性,進(jìn)行固化成型,再自然冷卻;其中預(yù)壓實是在模具上依次鋪放預(yù)浸料、脫模布、單 向透氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料;固化是在模具上依次鋪放預(yù)浸料、脫模布、單向透 氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料,進(jìn)行固化,固化的溫度是60~200r,固化的壓力是1~ 6bar,固化的時間是3~12h,得到碳纖維制品。
碳纖維熱壓罐成型的工藝作為碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件的成型方法之一,也被許多碳纖維復(fù)合材料零部件生產(chǎn)廠家大量使用。由熱壓罐工藝生產(chǎn)的復(fù)合材料制品占整個復(fù)合材料制品產(chǎn)量的50%以上,在航空航天領(lǐng)域的比重更是高達(dá)80%以上。除此以外,在電子、兵器、交通、體育裝備和新型能源等高新技術(shù)領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。
碳纖維熱壓罐成型適用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)及金屬或復(fù)合材料膠接結(jié)構(gòu)的成型中。一般具有溫度和壓力控制精度高、結(jié)構(gòu)安全可靠、成型工藝穩(wěn)定、能耗低、操作和維護(hù)簡單等優(yōu)點,既適合于大面積復(fù)雜型面、板、殼,也適合于簡單形狀的板、棒、管、塊,還可用于膠接裝配,小型件可一次多件同時固化。
碳纖維箱體的制作流程大抵如此:將碳纖維預(yù)浸料按鋪層要求鋪放于模具上,鋪層之后要將碳纖維箱體在模具上進(jìn)行定位組裝,封裝真空袋。將封裝好的碳纖維制品放入熱壓罐中。在真空狀態(tài)下,經(jīng)過熱壓罐設(shè)備升溫、加壓、保溫、降溫和卸壓等程序,利用熱壓罐內(nèi)同時提供的均勻溫度和均勻壓力實現(xiàn)固化,從而可以形成表面與內(nèi)部質(zhì)量高、形狀復(fù)雜、面積巨大的碳纖維復(fù)合材料制件。
即使不同碳纖維制品在使用熱壓罐工藝時,方法與步驟類似,基本上都是按照鋪疊毛坯件、制真空袋、真空檢漏、工件入罐、開升溫程序、加壓、保溫保壓、降溫、降壓停機、工件出罐的順序進(jìn)行的,主要區(qū)別在于模具的不同以及根據(jù)制品所需性能而設(shè)定的工藝參數(shù)。固化脫模后可對碳纖維制品通過目測和量具檢測外觀質(zhì)量,借助超聲波、X-ray、紅外等進(jìn)行無損檢測,通過顯微觀察和抽樣測試進(jìn)行破壞性檢測。
值得注意的是,當(dāng)罐內(nèi)溫度高于150℃或壓力大于1MPa時就應(yīng)采用惰性氣體加壓。在熱壓罐開始加壓后,真空袋有可能會出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象,遇到這種情況,應(yīng)根據(jù)實際情況判斷處理。如果是輕微漏氣,則允許繼續(xù)固化,并采用通大氣措施減緩真空袋破裂,嚴(yán)重時應(yīng)停機修補。
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