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模压温度控制对碳纤维成型工艺的影响

已有 315 次阅读  2018-04-24 14:08

碳纤维制品成型常见的工艺有三种,分别是:碳纤维模压成型、真空热压罐成型、纤维缠绕成型,而碳纤维模压成型应用最为广泛,模压成型温度是指碳纤维物料在成型时,按照工艺要求需要达到的模具温度,对碳纤维物料的熔融、流动以及树脂的交联反应速度有决定性的影响,直接决定了碳纤维产品的质量。

碳纤维成型过程模压温度控制是最重要的一个环节,模压温度控制对碳纤维成型工艺有什么影响呢?

一般情况下,在一定的温度范围内,如果模具的温度升高,那么物料就会具有更好的流动性,交联固化的速度加快,从而能提高生产效率。但是如果温度过高就会导致物料交联固化过早开始,那么固化速度太快,这时有人会说:那很好啊,这样生产效率更高。其实不然,这样会造成模腔内物料的内外层固化不一,表面的物料会先硬化,而当内层固化时,交联产生的一些物质难以向外挥发,就会使得制品肿胀、开裂、变形。

但是碳纤维模压成型中,模具温度过高,会使物料的交联反应过早开始和固化速度太快,造成模腔内物料内外层固化不一,表层物料先硬化,而内层固化时,交联反应产生的低分子物难以向外挥发,会使碳纤维制品发生肿胀、出现开裂和翘曲变形还会对碳纤维制品的性能有一定影响。当物料内层固化完成后,表面已经过热,树脂等材料就会分解,这样会导致碳纤维制品的机械性能下降。而温度过低,物料流动性降低,固化速度变慢,交联反应不能充分进行,那么制品的强度会变低,并且低温固化不完全的表层会承受不住内部的压力,所以会出现肿胀。

综合来说,模压温度对于碳纤维物料的熔融、流动以及树脂的交联反应产生很大的影响,也直接决定了碳纤维产品的质量。为了应对这些问题,在进行模压成型前,一般要先对模具预热,在合模后继续升温,达到最高温度后还需要进行一定时间的保温,而达到一定的时间,威了防止出现翘曲、肿胀等现象,还需要对模具进行降温。

为了控制模压温度,碳纤维成型工艺经常要用到复合材料成型专用模温机。模压成型工艺流程主要是预热-加料-合模-固化-脱模等四个步骤,整个过程对碳纤维模温机的要求也更高,因此碳纤维模温机不仅仅只是加热,还需要冷却功能。

碳纤维成型过程需要先加热,使用模温机预热模具,然后将预浸布和树脂放入,合模之后继续升温,待混合物充分反应固化,达到最高模压温度后进行一段时间的保温,这一阶段是碳纤维成型的关键,温度必须控制准确。为防止物料成型之后继续收缩而出现翘曲现象,需要通过模温机的冷却系统,对模具进行降温。

一般碳纤维模温机为油式模温机,最高使用温度300℃,采用PLC电脑控制,具有分阶段加热冷却功能,控温精度高。精确控制模压温度,提高碳纤维成型效率和制品质量。

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