隨著碳纖維管的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用價值受到眾(zhong)多業(ye)界(jie)的(de)(de)(de)(de)重視，也成(cheng)(cheng)為國內碳(tan)纖(xian)維(wei)制(zhi)品廠商的(de)(de)(de)(de)基礎制(zhi)品之一。碳(tan)纖(xian)維(wei)管(guan)又叫碳(tan)纖(xian)管(guan)。它由碳(tan)纖(xian)維(wei)材(cai)質(zhi)和特殊的(de)(de)(de)(de)復合樹(shu)脂構(gou)成(cheng)(cheng)。廣泛(fan)應(ying)(ying)用于無人(ren)機、旋轉軸、滾(gun)軸、醫(yi)療器械、運動器械、高(gao)端相機等(deng)各種設(she)備(bei)，是高(gao)端工業(ye)領(ling)域中替代金(jin)屬管(guan)材(cai)的(de)(de)(de)(de)輕質(zhi)材(cai)料之一。根(gen)據最近的(de)(de)(de)(de)市場反饋(kui)，它的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量不(bu)好，有(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)混(hun)有(you)(you)(you)(you)魚眼和珠子(zi)，有(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)管(guan)只有(you)(you)(you)(you)3k碳(tan)纖(xian)維(wei)涂有(you)(you)(you)(you)玻璃纖(xian)維(wei)，這直接影響了管(guan)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量，對后續(xu)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用設(she)備(bei)和生產(chan)有(you)(you)(you)(you)嚴重的(de)(de)(de)(de)安全隱(yin)患。
東莞市聚力復合材(cai)料(liao)科技有限公司以多(duo)樣化的碳纖(xian)維(wei)制品服務于軌道交通、汽車、航(hang)空、醫療等(deng)多(duo)個(ge)行業，在碳纖(xian)維(wei)管材(cai)、板材(cai)和結(jie)構件(jian)等(deng)方面擁有豐富的行業經驗。根(gen)據該(gai)碳纖(xian)管材(cai)高級制造商提(ti)供的技術資料(liao)，從生(sheng)產方面總結(jie)了影響它材(cai)質量(liang)的幾個(ge)重要因素，以供參(can)考(kao)。
工(gong)藝的(de)區(qu)別
碳纖維(wei)管通常通過(guo)拉(la)擠(ji)、纏(chan)繞(rao)(rao)(rao)和卷繞(rao)(rao)(rao)制(zhi)成(cheng)(cheng)。這些(xie)工藝(yi)各有優(you)缺點:拉(la)擠(ji)成(cheng)(cheng)型容易實現纖維(wei)連續性(xing)，但不能實現纖維(wei)角度的任(ren)何變化(hua)；卷繞(rao)(rao)(rao)過(guo)程可(ke)(ke)以(yi)根據產品(pin)(pin)的受力狀態設計(ji)卷繞(rao)(rao)(rao)規則(ze)，可(ke)(ke)以(yi)充分(fen)發(fa)揮纖維(wei)的強度，最大限度地(di)保證管材所需(xu)的結構(gou)性(xing)能，但卷繞(rao)(rao)(rao)成(cheng)(cheng)型適應性(xing)小，任(ren)何結構(gou)形式(shi)的產品(pin)(pin)，尤(you)其是凹面產品(pin)(pin)，卷繞(rao)(rao)(rao)時都不會因纖維(wei)附著在(zai)芯模表面而架空(kong)，無法卷繞(rao)(rao)(rao)；軋制(zhi)過(guo)程具有高度的機械自動(dong)化(hua)。成(cheng)(cheng)品(pin)(pin)管的強度高于拉(la)擠(ji)工藝(yi)。成(cheng)(cheng)品(pin)(pin)管的外觀也(ye)可(ke)(ke)以(yi)制(zhi)成(cheng)(cheng)3k編織線。應用范圍(wei)更廣，成(cheng)(cheng)本相對(dui)較高。
原材料的選擇
由(you)于碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)管(guan)的(de)強度由(you)碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)決定(ding)，所以用于制造碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)的(de)質(zhi)量尤(you)其重要(yao)。來自日(ri)本東麗(li)、臺塑等(deng)世(shi)界(jie)一流的(de)碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)廠(chang)商的(de)產品質(zhi)量尚可信賴(lai)，系(xi)列炭素纖(xian)維(wei)(wei)絲的(de)力(li)(li)學性(xing)能(neng)和成(cheng)本差(cha)異(yi)也很大，最(zui)終(zhong)確(que)定(ding)了炭素纖(xian)維(wei)(wei)管(guan)的(de)性(xing)能(neng)和價格。此(ci)外，樹脂的(de)選(xuan)擇也不容忽視。樹脂的(de)主要(yao)功能(neng)是將碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)粘在一起，在碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)之間分(fen)配(pei)負載，并保護碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)免受環境影響(xiang)。樹脂基體的(de)選(xuan)擇必須遵循固(gu)化(hua)方便、附(fu)著力(li)(li)強、收縮率(lv)低、力(li)(li)學性(xing)能(neng)好等(deng)原則。
芯模的材質
不(bu)同材(cai)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)芯(xin)模對管材(cai)的(de)(de)(de)(de)表面精度(du)(du)和性(xing)能有一定(ding)的(de)(de)(de)(de)影響。一部(bu)分低端(duan)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)纖維材(cai)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產用聚乙烯醇-砂、木(mu)-玻璃鋼(gang)等材(cai)料制成(cheng)卷芯(xin)型，這些材(cai)料不(bu)能承受150℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)化溫(wen)度(du)(du)，或者工藝水平粗糙，很(hen)難(nan)制成(cheng)高品質(zhi)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)纖維管。相相對而言，鋼(gang)和硬(ying)(ying)鋁(lv)是(shi)二種比較常見(jian)的(de)(de)(de)(de)空心樓蓋原材(cai)料，鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)和強度(du)(du)都比硬(ying)(ying)鋁(lv)大，但(dan)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)線膨脹系(xi)數不(bu)如硬(ying)(ying)鋁(lv)。性(xing)能碳(tan)管必(bi)須在(zai)高溫(wen)下(xia)開(kai)展干固，環(huan)氧樹脂(zhi)膠管理體系(xi)的(de)(de)(de)(de)干固溫(wen)度(du)(du)也(ye)達到171℃。在(zai)這種情況下(xia)，由于硬(ying)(ying)鋁(lv)的(de)(de)(de)(de)熱膨脹引起的(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)化內壓，可以(yi)很(hen)好(hao)地提高碳(tan)管的(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)和力學(xue)性(xing)能。
纏(chan)繞的設(she)計(ji)參數(shu)
在(zai)卷(juan)繞(rao)(rao)(rao)(rao)成(cheng)形中(zhong)，卷(juan)繞(rao)(rao)(rao)(rao)厚度、卷(juan)繞(rao)(rao)(rao)(rao)角(jiao)(jiao)度和卷(juan)繞(rao)(rao)(rao)(rao)角(jiao)(jiao)度順(shun)序(xu)對(dui)碳(tan)(tan)纖(xian)維管的(de)(de)(de)性能有(you)很大影(ying)響。例如(ru)，當碳(tan)(tan)纖(xian)維板材應(ying)(ying)用于諸如(ru)傳動(dong)軸(zhou)的(de)(de)(de)產品時，橫截(jie)面需要相對(dui)運動(dong)，軸(zhou)向為0度的(de)(de)(de)層可以減(jian)少橫截(jie)面之間的(de)(de)(de)相對(dui)運動(dong)；45合(he)股有(you)助于提(ti)(ti)高(gao)軸(zhou)的(de)(de)(de)抗扭(niu)性。90度簾布(bu)層在(zai)初(chu)始扭(niu)轉狀態下可以抵抗剪切應(ying)(ying)力。當扭(niu)矩較大時，扭(niu)轉承載力降低，但是卷(juan)繞(rao)(rao)(rao)(rao)過程(cheng)不能卷(juan)繞(rao)(rao)(rao)(rao)0度簾布(bu)層。因此，增加(jia)接近(jin)45度和90度的(de)(de)(de)鋪(pu)層角(jiao)(jiao)比例有(you)利于提(ti)(ti)高(gao)產品的(de)(de)(de)扭(niu)轉強度。同樣(yang)，纏繞(rao)(rao)(rao)(rao)的(de)(de)(de)厚度和纏繞(rao)(rao)(rao)(rao)角(jiao)(jiao)度的(de)(de)(de)順(shun)序(xu)對(dui)碳(tan)(tan)纖(xian)管性能的(de)(de)(de)影(ying)響也(ye)有(you)關聯的(de)(de)(de)變(bian)化規則。
脫模的技(ji)術(shu)要點
為(wei)了使脫(tuo)模(mo)(mo)(mo)(mo)變(bian)得容(rong)易，一般在(zai)卷取之前在(zai)芯(xin)(xin)模(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)表面涂布脫(tuo)模(mo)(mo)(mo)(mo)劑(ji)，但在(zai)高性能碳纖維管(guan)的(de)制造中，有機(ji)類脫(tuo)模(mo)(mo)(mo)(mo)劑(ji)在(zai)固化的(de)過程(cheng)中容(rong)易滲(shen)透到樹脂中，對(dui)管(guan)的(de)制品(pin)造成損(sun)傷，對(dui)管(guan)的(de)性能產生影響。為(wei)避(bi)免(mian)這(zhe)種(zhong)情況(kuang)(kuang)，選(xuan)擇含(han)氟的(de)脫(tuo)模(mo)(mo)(mo)(mo)劑(ji)能有效減少缺陷的(de)產生。芯(xin)(xin)模(mo)(mo)(mo)(mo)需要反復使用(yong)，脫(tuo)模(mo)(mo)(mo)(mo)時如(ru)果用(yong)車(che)加工或夾緊，可(ke)能會(hui)對(dui)芯(xin)(xin)模(mo)(mo)(mo)(mo)表面造成損(sun)傷，在(zai)這(zhe)種(zhong)情況(kuang)(kuang)下，如(ru)果不利用(yong)耐高溫粘合劑(ji)修補或焊接損(sun)傷，在(zai)規定的(de)位置進行磨削，則(ze)直(zhi)接影響到下一個碳管(guan)的(de)產品(pin)品(pin)質。
從理論(lun)上(shang)(shang)講，碳纖維管比(bi)傳統金屬管具有更(geng)大的(de)性能優(you)勢(shi)，如(ru)高強度(du)、耐腐蝕、低熱膨脹系數、抗(kang)蠕(ru)變(bian)、自潤滑(hua)、抗(kang)疲(pi)勞(lao)、壽命長、吸能和抗(kang)震(zhen)等。最重要的(de)是，密度(du)小，重量輕(qing)，與(yu)相同的(de)鋼管相比(bi)，可(ke)以減輕(qing)80%以上(shang)(shang)的(de)重量。然而，從應用情(qing)況來看，能否真正體現上(shang)(shang)述性能優(you)勢(shi)，取決于(yu)實際生(sheng)產中的(de)諸多技術因(yin)素。
下一條: 碳纖維板材的抗撞擊性有多大嗎？
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