碳纖維的產(chǎn)品形式及用于體育器材的主要成型技術

碳纖維復合材料通過合理的設計可整體成型,這樣可以省掉許多組合型架和裝配型架,降低生產(chǎn)成本.隨著技術的發(fā)展,體育器材的成型方法很多,主要包括纏繞成型,、模壓成型,、RTM成型、拉擠成型等技術.

1,、纏繞成型技術

在專門的纏繞機上,將預浸料坯均勻,、有規(guī)律地纏繞在一個轉(zhuǎn)動的芯模上,最后固化、除去芯模獲得制品.纏繞成型法既適用于制造簡單的旋轉(zhuǎn)體,如圓柱體,、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形制品,也可用于非旋轉(zhuǎn)體部件制造.其顯著特點是能夠按照制品的受力情況將纖維按一定規(guī)律排布,從而充分發(fā)揮纖維的強度,獲得輕質(zhì)高強的制品;在工藝上能實現(xiàn)連續(xù)化,、機械化生產(chǎn),并且生產(chǎn)周期短,生產(chǎn)效率高,勞動強度低;其缺點是制品固化后需除去芯模,不適宜于帶凹曲表面制品的制造.用這種方法可以制成高爾夫球桿和釣魚竿.

2、模壓成型技術

模壓成型工藝是在封閉的模腔內(nèi)借助加熱和壓力固化成型復合材料制品的方法.模壓成型的模具由陰,、陽模兩部分組成,增強材料一般為短切纖維氈,、連續(xù)纖維氈和織物.模壓成型法生產(chǎn)效率高,制品尺寸準確,表面光潔,特別適用于制造大批量以及精度和重復性要求比較高的制品.結(jié)構(gòu)復雜的制品可一次成型,無需有損于制品性能的輔助加工(如車、銑,、刨,、磨,、鉆等),制品的外觀及尺寸的重復性好.其缺點是:模具設計與制造復雜,初次投資較高,易受設備-.

3、RTM成型技術

RTM(樹脂傳遞模塑,簡稱RTM)是復合材料較為常用的一種成型技術.該技術是將纖維或預成坯鋪放到密閉模腔內(nèi),用壓力將樹脂液注入模腔,浸透纖維或預成型坯,然后固化,脫模成型制品.RTM技術的優(yōu)點是:能夠制造高質(zhì)量,、高精度,、低孔隙率、高纖維含量的復雜復合材料構(gòu)件,無需膠衣樹脂也可獲得光滑的雙表面;產(chǎn)品從設計到投產(chǎn)時間短,生產(chǎn)效率高;RTM模具和產(chǎn)品可采用CAD進行設計,模具制造容易,材料選擇面廣;RTM成型的構(gòu)件與管件易于實現(xiàn)局部增強或制造局部加厚的構(gòu)件,帶芯材的復合材料能一次成型;RTM成型過程中揮發(fā)少,有利于保護勞動者及生產(chǎn)環(huán)境.目前一般使用RTM技術來批量生產(chǎn)自行車和劃艇的身體部分.

4,、拉擠成型技術

用于連續(xù)生產(chǎn)纖維復合材料型材.拉擠是指纖維束或帶狀織物在外力牽引下,經(jīng)過浸膠,、擠壓成型、加熱固化,、定長切割,制成具有特定橫截面形狀和長度不受-的線型制品的一種方法.它將經(jīng)過浸漬的連續(xù)纖維通過具有一定截面形狀的成型模具,在模腔內(nèi)固化成型或在模腔內(nèi)凝膠,、出模加熱固化,在牽引機械拉力作用下可連續(xù)引拔出無限長的型材制品.拉擠成型工藝簡單,效率高;拉擠法制備制品時,增強纖維沿軸向平行排列,能有效地利用其強度;采用纖維氈增強材料可制備各向同性制品;采用編織帶可提高制品的橫向強度.拉擠制品具有高強、輕質(zhì),、易裝飾,、表面質(zhì)量好等特點.這些性能對于許多類型的體育設施及相關應用都是很理想的,例如漁竿、弓箭,、撐竿,、滑雪桿等.