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        碳纖維熱壓罐成型工藝分析

        日期:2021-04-25 14:36閱讀次數:

          隨著碳纖維制品高性能的表現,對于碳纖維制品的需求也越來越多,那在碳纖維制品生產的流程中一個重要的成型工藝就是熱壓罐成型,熱壓罐成型其實不單純的是碳纖維制品的成型工藝,很多纖維材料制品都會采用這種成型工藝,那作為碳纖維制品的生產廠家,威盛新材的碳纖維產品很多就是采用這種生產工藝,本文就來給大家說說有關于熱壓罐成型工藝的知識。

          熱壓罐是一種專門針對聚合物基復合材料定型工藝特征的生產設備,采用熱壓罐定型是生產制造連續纖維增強熱固性復合材料制件的重要工藝,比較適用于先進復合材料構造、蜂窩夾層構造及金屬或復合材料膠接構造的定型中。通常具備溫度和壓力控制精度高、構造安全可靠、系統可靠性好、耗能低、使用和維護保養簡便等優勢,能完成模塊化和系列化,可符合不同行業、不同工藝和不同尺寸的生產要求。

        熱壓罐

          整個熱壓罐是由罐體、罐門機構、高溫電機、風道板隔熱層等形成一個耐高壓、高溫的罐體組成,配合安全聯鎖裝置、快開門裝置、密封裝置、壓力系統、加熱系統、溫度循環系統、真空系統等一系列的設置來完成整個的熱壓罐加工。

          熱壓罐成型工藝,其實借助的是熱壓罐提供溫度和壓力使得纖維材質固化的工藝方式。通過施加壓力去掉空氣和揮發物,然后再通過加熱使得產生化學反應,最終生產出產品。

          熱壓罐成型工藝流程

          不同碳纖維制品在使用熱壓罐加工工藝時,方法與流程接近,通常都是遵循鋪疊毛坯件、制真空包裝袋、真空測漏、產品工件入罐、開升溫程序、加壓、保溫保壓、降溫、降壓停機、產品工件出罐的順序開展的,具體差別取決于模具的不同及其按照產品所需性能指標而設置的加工工藝參數。下面就常用于熱壓罐成型工藝生產的碳纖維電池箱舉例開展詳細描述。

          1.毛坯件制作

          該程序包含預浸料裁剪(下料)、鋪疊、預壓實三個全過程。一整個結構形式和鋪層設計都應充分考慮可鋪疊性,以無錫威盛新材料科技有限公司的這一個電池箱舉例,一整個箱體為600mm×400mm×200m、壁厚1.5mm的長方形,由于模具自身使用的是陰模,因此要充分考慮預浸料鋪層的統一性和可執行性,須要將預浸料裁剪成長方形的平面展開式,在鋪層以前,還需要將模具置放于熱壓罐內開展預加熱,隨后在模具內壁刷好脫模劑,將裁剪好的預浸料盡可能進行成平面,小心地放進磨具當中,逐漸夯實,使預浸料與模具緊密地貼合在一起,每個面務必確保整齊、無皺褶,隨后順著模具的外緣,剪去多出的預浸料。針對不規則的產品,如不可以進行成平面的要制作而成適度寬度條形,一部分可使用開口或無縫拼接的方法。

          按照該電池箱體所需承載能力,明確預浸料的鋪層為兩層3k加三層單向預浸料的方法開展鋪層,鋪層過程中需要立即除去鋪層參雜氣體,便于確保鋪層性能指標,因此預壓實環節便是要在鋪層操作中除去揮發分、預浸料鋪層參雜氣體的同時密實鋪層,其最后目的也是提升 構件規格精密度。隨后在室溫或加熱狀況下對鋪層開展抽真空,時長5-15分鐘。如果是厚制件制品,通常每鋪疊3層就需要開展一次預壓實,這對成型質量有比較大干擾。整體而言,這一個全過程工作強度比較大,用時長,成本相對高。

          2.固化成型

          鋪層以后要將產品在模具上開展定位拼裝,封裝真空包裝袋。在封裝過程中需要持續用輥子等專用工具隔著真空包裝袋表層對預浸料做又一次的整修,盡可能壓出來氣體,使預浸料歷經樹脂流動、樹脂固化、纖維密實等過程后,最后完成固化。

          將真空包裝袋封裝好的模具及構件連接真空泵(緩沖器),推送至熱壓罐內,并遵循材料加工工藝特點、構件樣式規格、機器設備狀況制定熱壓罐工作的加工工藝參數。對不防礙熱壓罐內腔空氣流通的大型構件而言,適合單品固化,對樣式不繁雜的小規格件而言,則能夠 一罐多件。用以復合材料成型加工工藝的熱壓罐其使用工作壓力通常小于1.6MPa,國內重要的航空結構用復合材料基體樹脂的固化溫度最高在180±5℃的范圍,普遍使用的上限溫度為250℃。熱壓罐系統在工作流程中,可在各加溫區和制品的有關部位設立測溫點,溫度分布狀況可由中心控制系統采集、顯示,并按工藝要求調節升溫和降溫速率,以保證制品的固化質量。

          針對高性能產品,在固化流程中,罐體內需運用惰性氣體防護,以避免制品在固化流程中逸出的可燃性揮發物造成燃燒或爆炸。當罐內溫度超過150℃或壓力大于1MPa時就應運用惰性氣體充壓。在熱壓罐慢慢充壓后,真空袋有可能會發生漏氣狀況,碰到這種情況,應依據具體情況分辨解決。如果是輕微漏氣,則容許再次固化,并運用通空氣對策減緩真空袋破裂,比較嚴重時要停機修補。

          3.脫模成品

          熱壓罐固化流程完成后,要等罐內溫度和壓力慢慢降至安全系數以內再執行停機,開啟罐門取下模具及預制構件。當模具溫度降至50℃以內再將預制構件從模具上取下,假如溫度過高就開展脫模,非常容易造成制品變形或樹脂裂開。

          熱壓罐成型技術與其它幾種成型技術相比,具有很多優勢,例如熱壓罐成型工藝穩定可靠,這是因為熱壓罐內壓力均勻,壓力可以通過真空袋作用到部件表面,而且各點的法向壓力相等,溫度方面也十分均勻,熱壓罐內循環熱氣流給部件加熱,還配備了冷卻系統,讓溫度可以嚴格控制在工藝范圍內;熱壓罐成型技術使用范圍也十分廣泛,一些大面積的壁板、殼體的成型都可以使用熱壓罐成型,最重要的是效率很高。

          熱壓罐成型技術適用于制造軍用機載雷達罩、整流罩、飛機艙門、機翼等產品,這是因為軍用及航空航天設備對材質硬度、重量,包括產品質量都有著嚴格要求,而熱壓罐成型技術可以保證成型部件的質量穩定,孔隙率也很低,能夠滿足軍用及航空航天設備要求,挪恩就曾為某軍工企業提供碳纖維軍用運輸箱的研發生產并順利通過工藝評審,其制作工藝就采用的熱壓罐成型技術。

        那這些就是有關于碳纖維產品熱壓罐成型工藝的內容分享,在整個的生產中,固化環節很重要,尤其是不同預浸料的原材料就要對整個的技術要求有一定掌握,才能保證成型的碳纖維制品整體性能穩定,那威盛新材有多年的生產經驗,能夠滿足需求,生產出高精度高規格的碳纖維產品,歡迎來咨詢。推薦閱讀:碳纖維管的成型工藝介紹

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