碳纖維熱壓罐成型工藝分析

　　隨著碳纖維制品高性能的表現(xiàn)，對(duì)于碳纖維制品的需求也越來越多，那在碳纖維制品生產(chǎn)的流程中一個(gè)重要的成型工藝就是熱壓罐成型，熱壓罐成型其實(shí)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(huì)采用這種成型工藝，那作為碳纖維制品的生產(chǎn)廠家，威盛新材的碳纖維產(chǎn)品很多就是采用這種生產(chǎn)工藝，本文就來給大家說說有關(guān)于熱壓罐成型工藝的知識(shí)。

　　熱壓罐是一種專門針對(duì)聚合物基復(fù)合材料定型工藝特征的生產(chǎn)設(shè)備，采用熱壓罐定型是生產(chǎn)制造連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合材料制件的重要工藝，比較適用于先進(jìn)復(fù)合材料構(gòu)造、蜂窩夾層構(gòu)造及金屬或復(fù)合材料膠接構(gòu)造的定型中。通常具備溫度和壓力控制精度高、構(gòu)造安全可靠、系統(tǒng)可靠性好、耗能低、使用和維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，能完成模塊化和系列化，可符合不同行業(yè)、不同工藝和不同尺寸的生產(chǎn)要求。

　　整個(gè)熱壓罐是由罐體、罐門機(jī)構(gòu)、高溫電機(jī)、風(fēng)道板隔熱層等形成一個(gè)耐高壓、高溫的罐體組成，配合安全聯(lián)鎖裝置、快開門裝置、密封裝置、壓力系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、溫度循環(huán)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)等一系列的設(shè)置來完成整個(gè)的熱壓罐加工。

　　熱壓罐成型工藝，其實(shí)借助的是熱壓罐提供溫度和壓力使得纖維材質(zhì)固化的工藝方式。通過施加壓力去掉空氣和揮發(fā)物，然后再通過加熱使得產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，最終生產(chǎn)出產(chǎn)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(shí)，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(cè)漏、產(chǎn)品工件入罐、開升溫程序、加壓、保溫保壓、降溫、降壓停機(jī)、產(chǎn)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(chǎn)品所需性能指標(biāo)而設(shè)置的加工工藝參數(shù)。下面就常用于熱壓罐成型工藝生產(chǎn)的碳纖維電池箱舉例開展詳細(xì)描述。

　　1.毛坯件制作

　　該程序包含預(yù)浸料裁剪(下料)、鋪疊、預(yù)壓實(shí)三個(gè)全過程。一整個(gè)結(jié)構(gòu)形式和鋪層設(shè)計(jì)都應(yīng)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(gè)電池箱舉例，一整個(gè)箱體為600mm×400mm×200m、壁厚1.5mm的長(zhǎng)方形，由于模具自身使用的是陰模，因此要充分考慮預(yù)浸料鋪層的統(tǒng)一性和可執(zhí)行性，須要將預(yù)浸料裁剪成長(zhǎng)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(nèi)開展預(yù)加熱，隨后在模具內(nèi)壁刷好脫模劑，將裁剪好的預(yù)浸料盡可能進(jìn)行成平面，小心地放進(jìn)磨具當(dāng)中，逐漸夯實(shí)，使預(yù)浸料與模具緊密地貼合在一起，每個(gè)面務(wù)必確保整齊、無皺褶，隨后順著模具的外緣，剪去多出的預(yù)浸料。針對(duì)不規(guī)則的產(chǎn)品，如不可以進(jìn)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(yù)浸料的鋪層為兩層3k加三層單向預(yù)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(biāo)，因此預(yù)壓實(shí)環(huán)節(jié)便是要在鋪層操作中除去揮發(fā)分、預(yù)浸料鋪層參雜氣體的同時(shí)密實(shí)鋪層，其最后目的也是提升 構(gòu)件規(guī)格精密度。隨后在室溫或加熱狀況下對(duì)鋪層開展抽真空，時(shí)長(zhǎng)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(yù)壓實(shí)，這對(duì)成型質(zhì)量有比較大干擾。整體而言，這一個(gè)全過程工作強(qiáng)度比較大，用時(shí)長(zhǎng)，成本相對(duì)高。

　　2.固化成型

　　鋪層以后要將產(chǎn)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(xù)用輥?zhàn)拥葘Ｓ霉ぞ吒糁�真空包裝袋表層對(duì)預(yù)浸料做又一次的整修，盡可能壓出來氣體，使預(yù)浸料歷經(jīng)樹脂流動(dòng)、樹脂固化、纖維密實(shí)等過程后，最后完成固化。

　　將真空包裝袋封裝好的模具及構(gòu)件連接真空泵(緩沖器)，推送至熱壓罐內(nèi)，并遵循材料加工工藝特點(diǎn)、構(gòu)件樣式規(guī)格、機(jī)器設(shè)備狀況制定熱壓罐工作的加工工藝參數(shù)。對(duì)不防礙熱壓罐內(nèi)腔空氣流通的大型構(gòu)件而言，適合單品固化，對(duì)樣式不繁雜的小規(guī)格件而言，則能夠 一罐多件。用以復(fù)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(guó)內(nèi)重要的 結(jié)構(gòu)用復(fù)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(tǒng)在工作流程中，可在各加溫區(qū)和制品的有關(guān)部位設(shè)立測(cè)溫點(diǎn)，溫度分布狀況可由中心控制系統(tǒng)采集、顯示，并按工藝要求調(diào)節(jié)升溫和降溫速率，以保證制品的固化質(zhì)量。

　　針對(duì)高性能產(chǎn)品，在固化流程中，罐體內(nèi)需運(yùn)用惰性氣體防護(hù)，以避免制品在固化流程中逸出的可燃性揮發(fā)物造成燃燒或爆炸。當(dāng)罐內(nèi)溫度超過150℃或壓力大于1MPa時(shí)就應(yīng)運(yùn)用惰性氣體充壓。在熱壓罐慢慢充壓后，真空袋有可能會(huì)發(fā)生漏氣狀況，碰到這種情況，應(yīng)依據(jù)具體情況分辨解決。如果是輕微漏氣，則容許再次固化，并運(yùn)用通空氣對(duì)策減緩真空袋破裂，比較嚴(yán)重時(shí)要停機(jī)修補(bǔ)。

　　3.脫模成品

　　熱壓罐固化流程完成后，要等罐內(nèi)溫度和壓力慢慢降至安全系數(shù)以內(nèi)再執(zhí)行停機(jī)，開啟罐門取下模具及預(yù)制構(gòu)件。當(dāng)模具溫度降至50℃以內(nèi)再將預(yù)制構(gòu)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(shù)與其它幾種成型技術(shù)相比，具有很多優(yōu)勢(shì)，例如熱壓罐成型工藝穩(wěn)定可靠，這是因?yàn)闊釅汗迌?nèi)壓力均勻，壓力可以通過真空袋作用到部件表面，而且各點(diǎn)的法向壓力相等，溫度方面也十分均勻，熱壓罐內(nèi)循環(huán)熱氣流給部件加熱，還配備了冷卻系統(tǒng)，讓溫度可以嚴(yán)格控制在工藝范圍內(nèi);熱壓罐成型技術(shù)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(shù)適用于制造軍用機(jī)載雷達(dá)罩、整流罩、飛機(jī)艙門、機(jī)翼等產(chǎn)品，這是因?yàn)檐娪眉? 設(shè)備對(duì)材質(zhì)硬度、重量，包括產(chǎn)品質(zhì)量都有著嚴(yán)格要求，而熱壓罐成型技術(shù)可以保證成型部件的質(zhì)量穩(wěn)定，孔隙率也很低，能夠滿足軍用及 設(shè)備要求，挪恩就曾為某 企業(yè)提供碳纖維軍用運(yùn)輸箱的研發(fā)生產(chǎn)并順利通過工藝評(píng)審，其制作工藝就采用的熱壓罐成型技術(shù)。

那這些就是有關(guān)于碳纖維產(chǎn)品熱壓罐成型工藝的內(nèi)容分享，在整個(gè)的生產(chǎn)中，固化環(huán)節(jié)很重要，尤其是不同預(yù)浸料的原材料就要對(duì)整個(gè)的技術(shù)要求有一定掌握，才能保證成型的碳纖維制品整體性能穩(wěn)定，那威盛新材有多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，能夠滿足需求，生產(chǎn)出高精度高規(guī)格的碳纖維產(chǎn)品，歡迎來咨詢。推薦閱讀：碳纖維管的成型工藝介紹