碳纤维材料在工业生产中起到了不小的作用,很多新能源相关的产业里都能看到它的身影。碳纤维板是较为常用的应用形式,其性能好坏不但与碳纤维原料直接相关,同样与生产工艺密不可分。碳纤维板多采用模压成型工艺生产,金洋6新材料带你认识一下模压成型工艺的3要素吧。
 
碳纤维板性能与模压成型工艺3要素
 
    模压成型工艺与碳纤维板相契合
 
    什么是模压成型工艺?首先得搞清楚这个问题。模压成型工艺,本质上是将粉状、颗粒状或纤维状的物料放入模具型腔中,然后通过加温加压使其固化成型的一种加工方式。
 
    模压成型原理上是利用树脂固化反应中各个阶段的特性,来实现制品成型,加压可以促使树脂及增强材料的流动,经过一定温度和时间的处理,最终得到需求的产品。模压成型对设备的要求较高,需要可精确控制的液压机,还有高强度、高精度和耐高温的模具。
 
    了解完模压成型,一对比碳纤维预浸料,大家肯定就能明白,为什么碳纤维板要用模压成型来加工处理了吧。碳纤维预浸料中的树脂在加压状态下,可以带着碳纤维丝束流动至各个角落,保证碳纤维板各个部分的性能基本一致,从工艺角度最大限度的保障了碳纤维板的质量。
 
碳纤维板性能与模压成型工艺3要素
 
    模压成型工艺中影响碳纤维性能的3要素
 
    1、升温速率:模压成型的时候,是将上下钢模合并之后放在热压机中进行加热加压,整个系统属于开放式,所以在固化过程很难做到像热压罐那样保持稳定。在同一个加热功率条件下,模具温度较低时,其升温的速度较快,而当温度较高的时候,升温的速度变慢;升温速度太慢,会导致整个压制的过程时间变长,升温的速度过快,会导致表层的材料提前凝固,层间的剪切强度降低,产品表面会出现白斑、富胶等缺陷。所以在成型过程中,可以采用改变加热功率的方式,从而保证模具的升温速度可以保证在合适的范围内(不超过±5℃)。
 
    2、预压实工艺:碳纤维预浸料在层叠的时候,其中必定会夹带空气,将碳纤维坯件装入模具合模之后,按照工艺的要求进行加压加热,在这个过程中,由于环氧树脂的粘性较大,空气无法全部溢出,会产生空隙。在坯料装模之后,可先将模具至于热压机进行冷压处理,将碳纤维预浸料之间压制紧实,然后在卸去压力,进行加热固化,等到加热到一定程度的时候,再进行加压,这样可以很好的解决碳纤维板的空隙问题。
 
    3、加压时机选择:在碳纤维板的固化成型过程中,加压的时机是十分关键的。固化加压时间过早,树脂溢出过多,会导致树脂的含量过低,层间剪切强度下降;加压时间过迟,树脂初步凝固,再进行加压,产品的厚度难以得到保证,并且树脂含量偏高会导致产品的弯曲强度下降。所以不能只根据树脂体系的热固化特性来确定何时加压,要根据实际的情况进行抉择。
 
    碳纤维板的性能强弱,上限由预浸料的品级决定,而下限和稳定性则由生产工艺而决定。模压成型工艺就是制约它性能稳定性的根本所在,也是每个碳纤维企业在日常生产中必须要学习和提高的地方。
 
    文章转载说明:本文由金洋6注册整理编辑发布,未经允许不得转载。