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碳纖維纏繞成型的優(yōu)點(diǎn)及適用領(lǐng)域
環(huán)繞成型是將纖維束(通常浸有樹脂)環(huán)繞在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的芯模上。
碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成,含碳量高于90%的無機(jī)高性能纖維,是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。這種工藝已經(jīng)發(fā)展出很多變更,包含在線浸潤、預(yù)浸料環(huán)繞跟熱塑性環(huán)繞(在恰當(dāng)加熱的情況下)。因?yàn)槔p燒時(shí)纖維是張緊的,所以纖維只能走最短途徑(無面內(nèi)曲率)。這就限度了纖維的取向,例如,在一個(gè)錐體環(huán)向環(huán)繞纖維時(shí)纖維總要滑脫,這是因?yàn)榇藭r(shí)的最短線曲率不為零。
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纖維環(huán)繞成型的特點(diǎn)
(1)因?yàn)槔w維是加張力后卷纏的,所以制品中纖維含量高,最高可達(dá)80%較高。其比強(qiáng)度高于欽合金。以致制品強(qiáng)度
(2)通過轉(zhuǎn)變纖維方向,可制得各向強(qiáng)度雷同跟相異的制品,便于確保制品德量的牢固性。碳纖維型材在之前還有一種說法是,
碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比,碳纖維的強(qiáng)度等于金屬強(qiáng)度的12陪。幻憶
(3)可制得內(nèi)名義潤滑,品質(zhì)好的制品。碳纖維管采用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸入苯乙稀基聚脂樹脂經(jīng)加熱固化拉擠(纏撓)而成。在制過程中,可以通過不同的模具生產(chǎn)出各種型材,如:不同規(guī)格的碳纖維圓管,不同規(guī)格的方管,不同規(guī)格的片材,以及其它型材:在制作過程中也可以包3K進(jìn)行表面包裝美化等等。
(4)此法生產(chǎn)效力較高,適于大量量生產(chǎn)。其毛病是制品強(qiáng)度方向性比較明顯,層間剪切強(qiáng)度低,對(duì)加工設(shè)備機(jī)能請(qǐng)求較高。
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只管環(huán)繞成型十分適合回旋對(duì)稱結(jié)構(gòu),但也可能制造出很多外形龐雜的整機(jī),包含工字梁、般殼,翼形等。但這須要待殊的工藝步驟,而且在環(huán)繞錐形整機(jī)時(shí)會(huì)導(dǎo)致厚度的不均勻性,脫去模芯是另一個(gè)問題,由此也引出很多有發(fā)明性的解決計(jì)劃。包含可碎模具,可溶模具跟可拆卸模具等。整機(jī)通常在烘箱中固化因此縫隙率較高(個(gè)別為3%,而手工鋪下班藝的體孔隙率小于1%)而且名義光潔度差,在固化進(jìn)程中采取熱緊縮包緊或加壓的辦法可能在某種水平上解決這個(gè)問題,環(huán)繞成型大量用于火箭發(fā)念頭罩、管材、壓力容器或類似外形制品的制造,而且是進(jìn)步復(fù)合資料中生產(chǎn)效力最高的制造技巧之一(50kg/h)。
另外在在國防產(chǎn)業(yè)中,可用于制造導(dǎo)彈殼體、火箭發(fā)念頭殼體、槍炮管等。這些制品大都以高機(jī)能纖維為加強(qiáng)資料,樹脂基體以環(huán)氧樹脂居多。而民用產(chǎn)業(yè)中則采取價(jià)格廉價(jià)的無堿玻璃粗紗,基體樹脂以不飽跟聚醋取代環(huán)氧樹脂,并簡化環(huán)繞設(shè)備以利于高速生產(chǎn)。特別是在國內(nèi)防腐范疇,重要用此成型法生產(chǎn)管道、容器、貯槽等制品,可用于油田、煉油廠跟化工廠,以局部取代不銹鋼利用,存在防腐、輕巧、長久跟維修便利等優(yōu)點(diǎn)。
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