碳纖維復(fù)合材料制造方法之真空成型工藝

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　　碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)(Produce)過(guò)程(guò chéng)中，真空抽脂法能以低制造成本生產(chǎn)出體積（volume)大而較簡(jiǎn)單的產(chǎn)品(Product)，并且獲得較佳的品質(zhì)（Character)。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。結(jié)合傳統(tǒng)真空袋　成型法與樹(shù)脂(Resin)轉(zhuǎn)注成型法之制程，利用兩條事先鉆孔處理(chǔ lǐ)之軟管來(lái)導(dǎo)引樹(shù)脂進(jìn)入真空袋中快速含浸纖維，可大幅地縮短充模的時(shí)間，并且有效地降低（reduce)制造成本。使用樹(shù)脂真空擴(kuò)散成型，來(lái)制作高分子復(fù)合材料層板。以抽真空產(chǎn)生之壓差，快速地使樹(shù)脂灌注于真空袋內(nèi)含浸纖維。 內(nèi)容來(lái)自123456
 
 
　　真空抽脂法介紹
 
　　傳統(tǒng)上真空袋成型法的制程，是先將纖維預(yù)浸樹(shù)脂，并經(jīng)烘干膠化后，控制（control)樹(shù)脂達(dá)到干而不黏手的階段，此階段稱(chēng)為B階段(，再利用此預(yù)浸后之層積片置入真空袋中，加熱加壓而硬化為產(chǎn)品(Product)。而纖維預(yù)浸樹(shù)脂的制程則是造成制造成本居高不下的主要因素(factor)，有鑒于此，為了有效地降低（reduce)成本，并保有真空袋法優(yōu)良品質(zhì)之優(yōu)點(diǎn)，于是有把樹(shù)脂轉(zhuǎn)注成型法的充模過(guò)程，結(jié)合在傳統(tǒng)真空袋法制程內(nèi)，替代原有預(yù)浸纖維之步驟（procedure)，而提出樹(shù)脂真空注射的新觀念來(lái)制造大型平板構(gòu)件。目前使用的方法為將樹(shù)脂制成薄膜（薄而軟的透明薄片），放置于纖維下，置于真空袋中，加熱使樹(shù)脂溶化并含浸纖維。但此法須將樹(shù)脂制成薄膜，于室溫下不溶化，可使用之材料因此而受限制。而另一有效的裝置，是在纖維疊層上下方各鋪放一層特殊的樹(shù)脂分布介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))，充模時(shí)樹(shù)脂能快速自由地流遍整個(gè)樹(shù)脂分佈介質(zhì)，然后抽真空讓真空袋向下壓擠，使纖維含浸樹(shù)脂。

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　　而樹(shù)脂(Resin)真空注射的制造程序，是先將纖維疊層預(yù)置于真空袋中后，抽真空，藉由兩條事先鉆孔處理之軟管導(dǎo)引，以抽真空產(chǎn)生之壓差，快速地使樹(shù)脂灌注于真空袋內(nèi)含浸纖維，然后關(guān)閉進(jìn)出口，使真空袋保持真空，讓大氣壓力對(duì)含浸后之纖維疊層產(chǎn)生壓擠的效果，最后在室溫或高溫下固化成型。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。
 
　　真空導(dǎo)入方法
 
　　1.樹(shù)脂(Resin)配置并除氣：將樹(shù)脂和硬化劑依重量比100：35分別配好，置于錐形(taper)瓶中。再共同用除氣設(shè)備抽真空來(lái)除去原本在試劑中的氣體。因?yàn)闃?shù)脂的黏滯性過(guò)高，故將電磁加熱攪拌器的加熱器打開(kāi)(溫度維持約80℃)，加熱約30—45分鐘后關(guān)掉。但需注意(attention)硬化劑則不可加熱。 內(nèi)容來(lái)自123456
 
　　2.預(yù)置疊層物于真空袋：將纖維疊層物疊層順序排列，依序鋪放于真空袋內(nèi)，然后將樹(shù)脂(Resin)導(dǎo)管及真空樹(shù)脂出口放置于疊層物上，最后再以硅(silicon)膠和真空膠帶將真空袋四周密封。需注意(attention)要將真空膠帶與真空袋壓緊密合。
 
　　3.預(yù)熱：將模具（稱(chēng)號(hào)：工業(yè)之母）和真空袋置于熱壓機(jī)之平臺(tái)，施予預(yù)熱溫度（temperature)70℃。此時(shí)并將樹(shù)脂(Resin)導(dǎo)管及真空樹(shù)脂出口依真空注射系統(tǒng)(system)配接。
 
　　4.充模：將除氣完畢的樹(shù)脂和硬化劑小心倒入燒杯內(nèi)，攪拌均勻（jūn yún)后，置入注射壓力槽中，等待充模。此時(shí)需注意(attention)，壓力槽蓋不用關(guān)閉，充模是利用抽真空使袋內(nèi)與外界產(chǎn)生之壓差，壓縮樹(shù)脂通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入真空袋中。充模前先打開(kāi)真空幫浦將袋內(nèi)空氣抽出后再進(jìn)行灌模，打開(kāi)樹(shù)脂進(jìn)口，開(kāi)始充模，待樹(shù)脂進(jìn)入導(dǎo)管后開(kāi)始計(jì)算充模時(shí)間，并觀察流場(chǎng)，等到樹(shù)脂完全全浸濕整個(gè)疊層物后，結(jié)束計(jì)時(shí)再讓樹(shù)脂繼續(xù)流動(dòng)使出口處之氣泡流出后，將真空樹(shù)脂出口關(guān)閉，但樹(shù)脂進(jìn)口先不要關(guān)閉，保持一段時(shí)間，讓樹(shù)脂繼續(xù)進(jìn)入，最后等到樹(shù)脂穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))不再進(jìn)入后，關(guān)閉樹(shù)脂進(jìn)口即完成充模。 內(nèi)容來(lái)自123456
 
　　5.固化與拆模：將充模完成之疊層成品放置于室溫固化，待成品固化后打開(kāi)真空袋取出成品，即告完成。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。
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