碳纖維的產(chǎn)品形式及用于體育器材的主要成型技術(shù)

碳纖維復(fù)合材料通過(guò)合理的設(shè)計(jì)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(shù)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(shù).

1,、纏繞成型技術(shù)

在專(zhuān)門(mén)的纏繞機(jī)上,將預(yù)浸料坯均勻、有規(guī)律地纏繞在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jiǎn)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(diǎn)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(qiáng)度,獲得輕質(zhì)高強(qiáng)的制品;在工藝上能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化,、機(jī)械化生產(chǎn),并且生產(chǎn)周期短,生產(chǎn)效率高,勞動(dòng)強(qiáng)度低;其缺點(diǎn)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(yú)竿.

2、模壓成型技術(shù)

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(fù)合材料制品的方法.模壓成型的模具由陰,、陽(yáng)模兩部分組成,增強(qiáng)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(zhǔn)確,表面光潔,特別適用于制造大批量以及精度和重復(fù)性要求比較高的制品.結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品可一次成型,無(wú)需有損于制品性能的輔助加工(如車(chē)、銑,、刨,、磨、鉆等),制品的外觀及尺寸的重復(fù)性好.其缺點(diǎn)是:模具設(shè)計(jì)與制造復(fù)雜,初次投資較高,易受設(shè)備-.

3,、RTM成型技術(shù)

RTM(樹(shù)脂傳遞模塑,簡(jiǎn)稱(chēng)RTM)是復(fù)合材料較為常用的一種成型技術(shù).該技術(shù)是將纖維或預(yù)成坯鋪放到密閉模腔內(nèi),用壓力將樹(shù)脂液注入模腔,浸透纖維或預(yù)成型坯,然后固化,脫模成型制品.RTM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:能夠制造高質(zhì)量,、高精度、低孔隙率,、高纖維含量的復(fù)雜復(fù)合材料構(gòu)件,無(wú)需膠衣樹(shù)脂也可獲得光滑的雙表面;產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到投產(chǎn)時(shí)間短,生產(chǎn)效率高;RTM模具和產(chǎn)品可采用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì),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(shí)現(xiàn)局部增強(qiáng)或制造局部加厚的構(gòu)件,帶芯材的復(fù)合材料能一次成型;RTM成型過(guò)程中揮發(fā)少,有利于保護(hù)勞動(dòng)者及生產(chǎn)環(huán)境.目前一般使用RTM技術(shù)來(lái)批量生產(chǎn)自行車(chē)和劃艇的身體部分.

4,、拉擠成型技術(shù)

用于連續(xù)生產(chǎn)纖維復(fù)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(guò)浸膠、擠壓成型,、加熱固化,、定長(zhǎng)切割,制成具有特定橫截面形狀和長(zhǎng)度不受-的線(xiàn)型制品的一種方法.它將經(jīng)過(guò)浸漬的連續(xù)纖維通過(guò)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(jī)械拉力作用下可連續(xù)引拔出無(wú)限長(zhǎng)的型材制品.拉擠成型工藝簡(jiǎn)單,效率高;拉擠法制備制品時(shí),增強(qiáng)纖維沿軸向平行排列,能有效地利用其強(qiáng)度;采用纖維氈增強(qiáng)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(qiáng)度.拉擠制品具有高強(qiáng),、輕質(zhì),、易裝飾、表面質(zhì)量好等特點(diǎn).這些性能對(duì)于許多類(lèi)型的體育設(shè)施及相關(guān)應(yīng)用都是很理想的,例如漁竿,、弓箭,、撐竿、滑雪桿等.