碳纖維鏡筒的成型工藝

　　碳纖維復(fù)合材料因?yàn)榫哂休^高的比強(qiáng)度以及比剛度，它的尺寸穩(wěn)定性較強(qiáng)，可設(shè)計性好，因此在 和 領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。采用碳纖維復(fù)合材料制造天文望遠(yuǎn)鏡的鏡筒就是應(yīng)用之一，從而代替了傳統(tǒng)的鋁合金材料，可以減重30%以上，因此也是空間光學(xué)結(jié)構(gòu)所需要的關(guān)鍵指標(biāo)之一。
 

 

　　原材料選擇：

 

　　碳纖維符合材料的性能是由作為增強(qiáng)材料和碳纖維和基體材料二者共同決定的，也就是說決定材料性能不僅僅取決于碳纖維，實(shí)際上基體材料也起到了非常關(guān)鍵的作用。因此在確定增強(qiáng)材料的同時需要選擇適當(dāng)?shù)幕�體材料。且碳纖維又可以分為高強(qiáng)和高模兩種，對于鏡筒這種空間結(jié)構(gòu)來說，通常需要對結(jié)構(gòu)的剛度要求很高，因此無錫威盛(RSN)新材料科技有限公司建議采用高模量的碳纖維做掙錢材料，且碳纖維本身就具有負(fù)的熱膨脹系數(shù)，碳纖維則選擇目前主流的日本東麗T700型號的碳纖維，樹脂可采用TDE-85的環(huán)氧樹脂體系，性能參數(shù)見下圖：

圖示：T700碳纖維參數(shù)

 

　　成型工藝：

 

　　碳纖維復(fù)合材料的成型工藝有很多種，例如：纖維纏繞成型（FW）、對模模壓成型、真空袋法成型、預(yù)浸料(高壓釜)成型等等。對于鏡筒這種結(jié)構(gòu)來說，無錫威盛(RSN)新材料科技有限公司推薦采用纏繞加鋪放的組合工藝成型技術(shù)，90°層纏繞、±20°和0°層鋪放來實(shí)現(xiàn)了碳纖維符合材料鏡筒的制作。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，對設(shè)備要求不高，用普通的纏繞機(jī)即可實(shí)現(xiàn)。碳纖維復(fù)合材料鏡筒制造完成后需要進(jìn)行尺寸檢測、稱重、無損探傷、熱膨脹系數(shù)檢測、真空除氣以及空間環(huán)境性能檢測等步驟。

 

　　無錫威盛(RSN)新材料科技有限公司最后給大家總結(jié)一下，制造碳纖維復(fù)合材料鏡筒可采用纏繞加鋪放的組合工藝，成型后的碳纖維復(fù)合材料鏡筒尺寸精度可達(dá)到設(shè)計要求，以滿足空間環(huán)境要求。且碳纖維復(fù)合材料鏡筒的熱膨脹系數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計，具有接近零的熱膨脹系數(shù)，而且碳纖維復(fù)合材料的鏡筒具有較高的比強(qiáng)度和比剛度，與鋁合金結(jié)構(gòu)相比，可減重42.8%。
   
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