目前碳纖維複合(hé)材料的普(pǔ)及應用處(chù)於(yú)黎明前的黑夜,諸多領域都開始大量測試碳纖維複合(hé)材料(liào),各類實驗設(shè)計都在探索和(hé)積累當中(zhōng)。碳纖維製(zhì)造的成本問題是當前阻礙工業化應用的主要啊問題,其中製造成本占(zhàn)了製品的(de)一半以上。其中主要原因是這種材料(liào)成型的時(shí)間長(zhǎng)、消耗的能量大、生產(chǎn)的效率低(dī)、製造工藝輔料貴(guì)。低成本的快速成型固(gù)化工藝成為降低成本的關鍵因素。下麵(miàn)英特力新材對這類技術的探索做一下介紹。
製作高品質的碳纖維製品一般都是使用熱壓罐小批量製(zhì)作,對於需要大批量(liàng)生產的項目難以實現。為了提高效率降(jiàng)低成本,行業內專門開發除了適合工業批量生產的技術,如(rú)固化(huà)預浸料、注射成型、快速模壓成型(xíng)。
快速固(gù)化成型是指樹脂體係(xì)能夠在一定溫度下快速反應固化,一般固化時間<20 min,采用快速固化複合材料技術是汽車行業降低成本和提高效率的(de)共識,世界上大的幾家複合材料製造廠商都分(fèn)別發展了各自的快速固化預浸料體係(xì)。這些預浸(jìn)料體係固化時間通常<20min,而室溫儲存期往往大於一個月.並且大(dà)部分體係都采用彈性固化製度,固化溫度一股在120-160℃之間.溫度(dù)越高固化速率越快,最快約(yuē)2min可實現固化成(chéng)型。
由於快速固化存在相應的技(jì)術難度(dù).目前隻有少數幾個大型複合材料相關企業掌(zhǎng)握了快速固化預浸(jìn)料技術。目前汽車廠商在(zài)使(shǐ)用快(kuài)速固化製造複合材料製件時.大多采用模壓工藝、高壓RTM工藝(HP-RTM)等工藝。GIM工藝是汽車複合材料零件快速成型開(kāi)發的工藝。將纖維編織物垂直放置(zhì)於模具(jù)上(shàng),樹脂在真空下注射,兩端模具和模固化。該(gāi)成型工藝的主要特點是(shì)產品固化時間短(5-15min)、注(zhù)射壓力低(<1MPa)、可做夾芯結構(芯材為閉孔泡沫)。目前GIM成型(xíng)生產線己經在福特某車型的引擎蓋得到應用。
複合材料的低成本快速成型除了(le)要依靠快速固化的樹脂之外,連續化的快速成型(xíng)設備也是(shì)其發(fā)展的(de)關鍵。在樹脂方(fāng)麵,聚氨酷、環氧等具備(bèi)快速固化性項的樹脂是當前的(de)研究熱點,環氧樹脂適合於預浸料模壓及HP-RTM等多種工(gōng)藝,聚氨酯是前主要還是應用於HP-RTM及GIM等工藝。除(chú)此之外,熱塑(sù)性樹脂預(yù)浸料模壓也是當前研究的取(qǔ)點方向(xiàng)之一熱塑性樹脂具備成型速度快,可回收利用等特性,但需要解決(jué)的是纖維與樹脂的界麵結合問理(lǐ)。