是什么影响了碳纤维模压成型?
时间:2019-11-06 17:21   作者:admin   阅读:
分享到:
碳纤维复合材料模压成型工艺的成功与否涉及到很多因素,故而很容易在加工生产过程中出现碳纤维制品的质量问题。为了保证碳纤维制品的质量、延长模具的使用寿命以及节约原材料,迪瓦结合自己在模压成型过程中的经验,总结了一些常见的问题及其解决方法分享给大家。
首先,先来说说碳纤维模压成型的缺陷及影响因素。树脂积聚、局部缺料、变形、破裂、气泡、表面凹凸不平、表面光亮度差、边角强度太低、局部强度下降、粘膜、局部纤维外露、脱模困难等往往是会出现在碳纤维模压成型过程中,有时会以单一形式出现,但更多的是以多种缺陷共存的形式出现。
从模具设计到脱模成型,碳纤维制品模压工艺中的每一个步骤都有可能对制品的质量产生直接的影响,将每一个步骤中的操作环节单独罗列,发现对制品质量影响较大的有以下几种:
1、制品形状设计;
2、模具结构设计;
3、辅料的量与均匀度;
4、树脂含量配比;
5、温度控制和加压时间;
6、脱模剂的正确使用方法;
接下来,再说说工艺因素对制品缺陷的影响,树脂积聚和局部缺料是在辅料等成型过程中常见的问题。那什么原因造成树脂积聚呢?
1、树脂含量过大;
2、当物料挥发速度太快时,物料结团以及互溶性就会变差;
3、加压过早;
相对而言,局部缺料就很好理解了,说白了就是加料不足导致的。还有另外一种原因就是加压过迟以及物料流动性差。
变形、破裂、气泡、表面凹凸不平、表面光亮度差是比较常见的碳纤维制品表面缺陷。其中变形和破裂往往是和模压成型的起始工作及脱模操作有关。首先要看制品本身的结构设计及模具的设计是否合理,如果这两方面不够合理,就很容易造成模压的制品在脱模后出现断裂或翘曲等现象。
其次,需要特别留心升温的速度和脱模时对温度的控制,升温过快就会使制品固化不均引起内部应力,压制保温结束后,要在保压下逐渐降温,脱模操作要尽量的谨慎小心,防止对制品及模具造成损坏。而气泡、表面凹凸不平、表面光亮度差和物料挥发有关,除了物料挥发过高外,放气不够也会产生气泡,与此同时,因脱模剂使用过量和成型时温度过低对制品表面质量所造成的影响也应得到重视。
在强度方面,碳纤维制品的缺陷表现为边角强度过低或局部强度显著下降,如果制品本身的结构设计不合理,如角根曲率半径过小,制品在边角处的强度也必然会受到影响。如果在使用辅料时未能准确计算出制品所需要用到的物料量,造成用料富余,就会在边角局部位置造成辅料叠加现象,一旦有了物料结团,制品的整体强度就存在不均匀性。如果加压过早,树脂本身反应程度较低,分子量较小黏度低,在压力下极易流失,在制品中产生树脂积聚或局部纤维裸露的几率就会较大,进而影响到整个制品强度。
在选择模压工艺之初就应充分考虑到脱模的实际操作性,要保证制品本身的实际存在一定的斜度,模具设计要有一定的锥度,配合不能过紧,这样才能便于脱模。其次,脱模剂的使用不宜过多,但涂覆必须均匀,否则不仅会影响制品表面的光洁度,也会对脱模造成阻碍。当然,较为重要的还是合适的用料量、温度和压力,合适的温度才能保证充分的固化,合适的用料量和压力控制才能确保成品尺寸和强度标准化,这些也同时决定了制品最终能否顺利脱模的关键因素。