碳纖維預(yù)浸料設(shè)備在成型過程的幾個(gè)階段
碳纖維預(yù)浸料設(shè)備在碳纖維成型過程中分為三個(gè)階段:流動(dòng)階段、膠結(jié)和硬化階段。前兩個(gè)階段決定了成型材料的流動(dòng)性和流動(dòng)時(shí)間,是保證成型產(chǎn)品質(zhì)量的前提。往后階段是掌握產(chǎn)品變形的關(guān)鍵。
1、關(guān)于溫度:成型過程中的溫度控制主要是成型溫度、加熱速度、成型固化溫度和保溫時(shí)間的選擇。模具溫度:指材料放入模具型腔時(shí)的模具溫度。它主要取決于材料的種類和成型材料的質(zhì)量指標(biāo)。一般來說,當(dāng)成型材料的揮發(fā)份含量高、不溶性樹脂含量低時(shí),成型溫度較低。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或較大的模壓制品,當(dāng)模具安裝困難時(shí),模具溫度應(yīng)較低,可在室溫下控制。提高模具溫度可以縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率。模具溫度取決于材料類型。
2、關(guān)于壓力:成型壓力是指單位面積產(chǎn)品水平投影面上的壓力。成形壓力的大小還取決于材料的種類,它與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀和模具的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。例如酚醛模塑料成型壓力一般為30-50mpa(300-500kg/cm~2);環(huán)氧酚醛模塑料成型壓力為5-30mpa(50-300kg/cm~2)。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚較大的產(chǎn)品,應(yīng)適當(dāng)增加成形壓力。
成形壓力的作用是克服材料中揮發(fā)物產(chǎn)生的蒸汽壓力,避免產(chǎn)品出現(xiàn)氣體飽和、分層、結(jié)構(gòu)疏松等缺陷,同時(shí)還可以增加材料的流動(dòng)性,方便材料充滿模腔的各個(gè)角落,使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密,提高機(jī)械強(qiáng)度。
但是,何時(shí)加壓,在成型過程中,是一個(gè)比較重要的問題。加壓時(shí)間的合理選擇將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在壓力作用下,材料損失嚴(yán)重,樹脂容易聚集在模壓制品中,或部分缺膠,纖維外露;但壓力太晚后,樹脂固化交聯(lián)度大,材料流動(dòng)性差,不易充模,因此沒有得到理想的產(chǎn)物。
3、關(guān)于時(shí)間:成型工藝時(shí)間分為調(diào)平時(shí)間和調(diào)平時(shí)間,調(diào)平時(shí)間根據(jù)產(chǎn)品的尺寸和難度確定(達(dá)到調(diào)平溫度時(shí)一般為3-20分鐘),固化時(shí)間也需要根據(jù)樹脂體系產(chǎn)品的尺寸和難度確定。
總的來說,溫度、時(shí)間和壓力對(duì)碳纖維成型都非常重要,但現(xiàn)在先進(jìn)的碳纖維預(yù)浸料設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。