献县环宇复合材料制品厂主营碳纤维、碳纤维制品、碳纤维棒、碳纤维管、碳纤维板、碳纤维产品、碳纤维加工、碳纤维型材、碳纤维材料、碳纤维模压,有需要欢迎联系!
详情请拨打全国统一服务电话:18503171575碳纤维管又称碳纤维管,又称碳纤维管、碳纤维管,由碳纤维材料和特定的树脂材料组成。广泛应用于无人机、旋转轴、辊轴、医疗器械、运动器材、高端摄像机滑轨等配套设备,是高端工业领域替代金属管的轻质材料之一。
工艺的区别
碳纤维管一般采用挤压、缠绕、轧制,各有优缺点:挤压成型容易实现纤维连续性,但不能实现纤维角度的任何变化;缠绕工艺可根据产品力设计缠绕规则,充分发挥纤维强度,较大限度地保证管道所需的结构性能,但缠绕成型适应性小,不能缠绕任何结构形式,特别是凹产品表面,由于缠绕时纤维不能靠近芯模表面而架空;轧制工艺机械自动化程度高,成品管道的强度高于挤压工艺,外观也可作3k编织纹理,适用范围更广,成本相对较高。
原材料的选择
由于碳纤维管的强度是由碳纤维材料决定的,因此碳纤维管本身的质量尤为重要。
来自日本东丽、中国台湾塑料等世界级碳纤维制造商的产品质量相对可靠。不同系列的碳纤维纱在机械性能和成本上也有很大的差异,较终决定了碳纤维管的性能和价格。此外,树脂的选择也不容忽视。树脂的主要作用是将碳纤维粘在一起,分配碳纤维之间的载荷,保护碳纤维免受环境的影响。树脂基体的选择必须遵循固化方便、附着力强、收缩性低、机械性能好的原则。
芯模的材质
不同材料制成的芯模对管道的表面精度和性能有一定的影响。一些低端碳纤维管采用聚乙烯醇砂、木材FRP等材料制成,但这些材料可能无法承受150℃上述固化温度或工艺水平过粗糙,难以生产优质碳纤维管。相比之下,钢和硬铝是两种常用的芯模材料。钢的密度和硬度大于硬铝,但钢的热膨胀系数不如硬铝。高性能碳管需要在高温下固化,环氧树脂系统的固化温度也可达170℃。在此种情况下,硬铝热膨胀产生的固化内压,能很好地提高碳管的密度和力学性能。
芯模的设计
除了芯模本身的材料外,筒体部分的设计也与碳纤维管的长度直接相关。如果碳纤维管长度较短,芯模的筒体部分可以制成等直径。如果管道长度要求较长,则很难在机床加工精度和脱模等因素的限制下使用等直径的长筒体。因此,更适合使用带锥度的芯模筒体。此外,在已知产品长度的基础上加长10-20mm,便于后续的机械加工操作。对于长度与直径比较大的碳纤维管,采用两段芯模对接和螺旋缠绕的方式,可缩小碳纤维管两段内外径的波动范围。
缠绕设计参数
在缠绕成型中,缠绕厚度、缠绕角度和缠绕角度的顺序对碳纤维管的性能有很大的影响。例如,当碳纤维管用于传动轴等产品时,横截面应产生相对运动,轴向为0°铺层可减少横截面间的相对运动;&plu n;45°铺层有利于提高轴的抗扭性能;90°在初始扭转状态下,方向铺层可以抵抗切应力,当扭矩较大时,扭矩容量下降,但缠绕过程不能缠绕0°因此,所以增加接近度&plu n;45°和接近90°铺装角度的比例有利于提高碳纤维管的抗扭强度。同样,缠绕厚度和缠绕角度的顺序也有相关的变化规律可循。
脱模技术要点
为便于脱模,芯模表面一般涂有脱模剂,但在制造高性能碳纤维管时,有机脱模剂在固化过程中易渗入树脂,损坏成品,影响管道性能。为了避免这种情况,选择含氟脱模剂可以有效地减少缺陷的产生。芯模需要重复使用。如果在脱模过程中使用汽车加工或钳工去除密封件,则会损坏芯模表面,在这种情况下,需要用耐高温胶粘剂平整伤口或焊接,然后磨到位,否则会直接影响下一批碳纤维管的产品质量。
理论上,碳纤维管比传统金属管具有强度高、耐腐蚀、热膨胀系数小、抗蠕变、自润滑、耐疲劳、使用寿命长等性能优势。较重要的是它密度小,质量轻,比同一根钢管重80%以上。但从应用的角度来看,碳纤维管能否真正体现上述性能优势,取决于实际生产中的诸多技术因素。
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