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碳纤维缠绕管和卷管

来源:江苏优培德复合材料有限公司 发布时间:2023-06-21 15:53:57 浏览人次:626

碳纤维管有缠绕管和卷管,其对比如下

碳纤维缠绕管的工艺介绍如下:

l   碳纤维缠绕管:

利用湿法缠绕,将浸胶后的碳纤维丝束,在一定的张力控制下,通过缠绕机将其直接缠绕到芯模或内衬上,最后经过固化的成型方法。

其工艺流程主要包括以下几个步骤:

    1、准备原材料:包括碳纤维集束、树脂胶液、芯模、内衬等。

    2、内衬层成型:首先要清理芯模表面,直管道表面缠聚脂薄膜脱模剂,非直管部分涂抹石蜡和聚乙烯醇脱模剂。然后将内衬材料(如聚乙烯或聚丙烯)放入芯模内,并加热使其贴合芯模表面。

    3、缠绕加强:将碳纤维丝束通过浸胶槽浸入树脂胶液中,并通过刮刀控制树脂含量。然后将浸胶后的碳纤维集束在张力控制器对纤维张力的控制下直接缠绕到芯模或内衬表面上。根据不同的应用需求选择不同的缠绕角度和层数,以达到最佳的性能。一般来说,常用的缠绕角度有±45°90°,其中方向提供纵向刚度,±45°方向提供扭转强度,90°方向提供箍强度。

4、脱模:将缠绕好的碳纤维管放入烘箱中,并使其固化。不同的树脂胶液固化温度和时间不同,请根据树脂胶液使用说明设置温度和时间。一般来说,固化温度在100°C~150

左右,固化时间在1小时~2小时左右。固化后将碳纤维管从芯模上取下,如需外观处理,可以进行打磨喷漆等工序。

l   碳纤维卷管的工艺介绍如下

利用卷管机上的热辊将碳纤维预浸料软化,使树脂呈熔融的状态,在一定的张力作用下,使滚筒运转过程中借助与芯模之间的摩擦力,将碳纤维预浸料连续卷到芯管上,达到所需厚度。

其工艺流程:

    1、准备合适尺寸和形状的金属芯轴,通常使用铝或钢制成,其外径应与所需碳纤维管的内径相匹配。

    2、在金属芯轴表面涂覆脱模剂,以便于固化后的碳纤维管脱离芯轴。

    3、准备碳纤维预浸料,根据不同的应用需求选择不同的铺层顺序和角度,以达到最佳的性能。一般来说,常用的铺层角度有±45°90°,其中方向提供纵向刚度,±45°方向提供扭转强度,90°方向提供箍强度。

    4、将碳纤维预浸料去除PE膜和离型纸,然后按顺序放好,注意预留搭接区。将金属芯轴平行置于第一层预浸料边沿,均匀用力,将金属芯轴向前卷绕。也可以使用塑料板放在金属芯轴上,这样金属芯轴受力更均匀。端头部分可以多缠绕一些预浸料,后续产品不好脱模时可以利用此处取出产品。

    5、 预浸料碳纤维增强材料尽可能紧密地缠绕在芯轴上,然后用BOPP缠绕膜将增强材料紧紧包裹起来,以提供进一步的固结。使用BOPP缠绕膜时,确保有大量重叠很重要。胶带的每一圈只沿管子向下推进几毫米。虽然手工制作很耗时,但当胶带在固化过程中收缩时,以这种方式进行大量重叠将提供更大的固结压力。

    6、将缠好BOPP缠绕膜的产品装入烘箱中,并使其固化。不同的预浸料固化温度和时间不同,请根据预浸料使用说明设置温度和时间。一般来说,固化温度在120°C左右,固化时间在1小时30分钟左右。

    7、去除BOPP缠绕膜,然后取出产品。如需外观处理,可以进行打磨喷漆等工序。

l   碳纤维缠绕管和卷管的优缺点对比如下:

缠绕管的优点是可以制作出复杂的曲面形状,适合于制作圆锥形、球形、椭圆形等异形管件。

缠绕管的缺点是铺层角度受限于芯模的旋转速度和碳纤维带的移动速度,难以实现精确的控制,而且缠绕张力、缠绕速度、树脂粘度等因素会影响树脂含量的稳定性。

卷管的优点是可以控制铺层顺序和角度,实现不同方向的强度分配,而且树脂含量稳定性较好,可以有效解决固化过程中因温度不均带来的线段积分强度不一等问题。

卷管的缺点是设计性不如缠绕工艺,强度测算比较复杂,而且难以制作出复杂的曲面形状。

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