碳纖維纏繞成型
纏繞成型工藝是將浸過樹脂膠液的連續纖維(或布帶預浸紗)按照一定規律纏繞到芯模上然后經固化脫模獲得制品根據纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態不同分為干法纏繞濕法纏繞和半干法纏繞三種工藝
以下就這三種工藝進行比較
1干法纏繞干法纏繞是采用經過預浸膠處理的預浸紗或帶在纏繞機上經加熱軟化至粘流態后纏繞到芯模上由于預浸紗(或帶)是專業生產能嚴格控制樹脂含量(精確到2%以內)和預浸紗質量因此干法纏繞能夠準確地控制產品質量干法纏繞工藝的最大特點是生產效率高纏繞速度可達100~200m/min纏繞機清潔勞動衛生條件好產品質量高其缺點是纏繞設備貴需要增加預浸紗制造設備故投資較大此外干法纏繞制品的層間剪切強度較低
2濕法纏繞濕法纏繞是將纖維集束(紗式帶)浸膠后在張力控制下直接纏繞到芯模上濕法纏繞的優點為①成本比干法纏繞低40%②產品氣密性好因為纏繞張力使多余的樹脂膠液將氣泡擠出并填滿空隙③纖維排列平行度好④濕法纏繞時纖維上的樹脂膠液可減少纖維磨損⑤生產效率高(達200m/min)濕法纏繞的缺點為①樹脂浪費大操作環境差②含膠量及成品質量不易控制③可供濕法纏繞的樹脂品種較少
3半干法纏繞半干法纏繞是纖維浸膠后到纏繞至芯模的途中增加一套烘干設備將浸膠紗中的溶劑除去與干法相比省卻了預浸膠工序和設備與濕法相比可使制品中的氣泡含量降低
三種纏繞方法中以濕法纏繞應用最為普遍干法纏繞僅用于高性能高精度的尖端技術領域
纖維纏繞成型的優點
1能夠按產品的受力狀況設計纏繞規律使能充分發揮纖維的強度2比強度高一般來講纖維纏繞壓力容器與同體積同壓力的鋼質容器相比重量可減輕40~60%3可靠性高纖維纏繞制品易實現機械化和自動化生產工藝條件確定后纏出來的產品質量穩定精確4生產效率高采用機械化或自動化生產需要操作工人少纏繞速度快(240m/min)故勞動生產率高5成本低在同一產品上可合理配選若干種材料(包括樹脂纖維和內襯)使其再復合達到最佳的技術經濟效果
纏繞成型的缺點
1纏繞成型適應性小不能纏任意結構形式的制品特別是表面有凹的制品因為纏繞時纖維不能緊貼芯模表面而架空2纏繞成型需要有纏繞機芯模固化加熱爐脫模機及熟練的技術工人需要的投資大技術要求高因此只有大批量生產時才能降低成本才能獲得較的的技術經濟效益