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      【技術干貨】一文簡要了解體育器材用碳纖維復合材料的主要成型工藝及典型應用
      時間:2022年06月03日 來源:碳纖維及其復合材料技術  作者:佚名 瀏覽次數:

      碳纖維復合材料是一種含碳量超過90%的無機高性能纖維。它是一種具有優良機械性能的新材料。在加工體育器材時,通過合理的設計可整體成型,節省大量組合框架和裝配框架,降低生產成本。目前,體育器材用碳纖維復合材料的成型方法很多,主要有纏繞成型、壓縮成型、RTM成型、拉擠成型等技術。

      纏繞技術

      在專用卷繞機上,將預浸料均勻、規則地卷繞在一個旋轉的芯軸上,最后將芯軸固化并移除來獲得產品。纏繞成型法適用于制造簡單的旋轉體,如圓柱體、球體和某些正曲率旋轉體或圓柱形產品,也可用于制造非旋轉體零件。

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      其顯著特點是,纖維可以根據產品的受力按一定的規律排列,從而充分發揮纖維的強度,獲得輕質高強度的產品;在技術上,可實現連續化、機械化生產,生產周期短,生產效率高,勞動強度低;缺點是產品固化后需要去除芯模,不適合制造凹曲面產品。高爾夫球桿和釣魚桿可以用這種方法制作。

      壓縮成型技術

      壓縮成型工藝是一種在封閉的模腔中通過加熱和壓力固化復合材料制品的方法。成型模具由陰模和陽模兩部分組成,增強材料一般為短切纖維氈、連續纖維氈和織物。該方法生產效率高,產品尺寸準確,表面光滑,特別適用于制造大量精度和重復性要求高的產品。

      結構復雜的產品可以一次成型,無需進行有損產品性能的輔助加工(如車削、銑削、刨削、磨削、鉆孔等),產品的外觀和尺寸是可重復的。缺點是:模具設計制造復雜,初始投資高,易受設備限制。
      RTM成型技術

      RTM(Resin Transfer Molding,簡稱RTM)是一種常用的復合材料成型技術。該技術是將纖維或預制件鋪設到一個封閉的模腔中,在壓力下向模腔注入樹脂液體,滲透纖維或預制件,然后固化并脫模成型產品。

      RTM技術的優點是能夠制造高質量、高精度、低孔隙率和高纖維含量的復雜復合材料組件,并且可以在不使用膠衣樹脂的情況下獲得光滑的雙面;產品設計到生產時間短,生產效率高;RTM模具和產品可以用CAD進行設計,易于制作模具,材料選擇范圍廣泛;

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      RTM成型的構件和管件易于實現局部補強或局部加厚構件的制造,具有芯材的復合材料可一次成型;RTM成型過程中揮發較少,有利于保護工人和生產環境。RTM技術目前普遍用于自行車和劃艇外殼部件的批量生產。

      拉擠技術

      拉擠成型是指將纖維束或帶狀織物浸漬、擠壓、加熱和固化,并在外力作用下切割成一定長度,制造具有特定橫截面形狀和長度的線性產品的一種方法。將浸漬后的連續纖維通過具有一定截面形狀的成型模,在模腔中固化成型,或在模腔中形成凝膠,并在模制品中加熱固化。

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      拉擠成型工藝簡單,效率高;采用拉擠法制備產品時,增強纖維沿軸向平行排列,可有效利用其強度;纖維氈增強材料可用于制備各向同性產品;使用編織帶可以提高產品的側向強度。

      拉擠成型產品具有強度高、重量輕、易裝飾、表面質量好等特點。這些特性適用于多種類型的運動設備和相關應用,如釣魚桿、弓、桿、滑雪桿等。
       

      來源:碳纖維及其復合材料技術

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