碳纖維到底是怎麼造出來的?

碳纖維到底是怎麼造出來的,用了哪些裝置和工藝,我們可以透過一個影片直觀的瞭解一下:

接下來咱們把目光轉到國內

咱們就透過華特來看一下

碳纖維的處理加工

1、裁切

預浸料(Prepreg)從零下18度的冷庫中取出,經過醒料,第一步在自動裁切機按下料圖進行精準裁切。

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2、鋪貼

第二步在鋪貼工裝上進行預浸料鋪貼,根據設計要求鋪貼不同層數,所有過程都在鐳射定位下進行的。

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3、成型

透過自動化搬運機器人,將預成型料送至模壓機上進行模壓成型(PCM),華特目前能做到5-10分鐘成型,擁有800-1000噸壓機,可成型各類大型工件。

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4、切割

成型後工件送至切割機器人工作站,進行第四步切割及去毛刺,確保工件尺寸精度,該過程亦可在CNC上操作。

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5、清洗

第五步在清洗工位進行乾冰清洗,去除脫模劑,便於後道塗膠工藝。

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6、塗膠

第六步在塗膠機器人工位打結構膠,塗膠位,打膠速度和出膠量都經過精準除錯。部分與金屬件連線件採用鉚接方式,在鉚接工位進行。

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7、裝配檢測

塗膠後完成內外板裝配,待膠固化後進行藍光檢測,確保關鍵孔位、點、線、面的尺寸精度。

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碳纖維

比較難加工

碳纖維兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特徵,碳纖維是一種的力學效能優異的新材料。

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碳纖維 CFRP 的強度要明顯高於玻璃纖維 GFRP

就拿碳纖維和我們常見的鋼材來說,對比一下這兩張圖,碳纖維的強度在 400 到 800 兆帕左右,而普通鋼材的強度為 200 到 500 兆帕。再來看韌性,碳纖維和鋼材基本類似,沒有明顯的區別。

碳纖維具有更高的強度,更輕的重量,所以說碳纖維可以稱為新材料之王。正因為這種優點,碳纖維增強複合材料(CFRP)在加工過程中,基體和纖維存在較為複雜的內部相互作用,使其物理特性與金屬有較大區別,CFRP密度遠小於金屬,而強度大於絕大部分金屬。因為 CFRP 的不均勻性,在加工過程中往往會出現纖維拉出或基質纖維的脫離;CFRP 具有較高的耐熱性和耐磨性,使其在加工過程中對裝置的要求較高,因此生產過程中

產生大量切削熱對裝置磨損較為嚴重。

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同時,其應用領域的不斷擴充套件,要求也越來越細膩,對材料適用性做出要求,對CFRP 的質量要求也越來越苛刻,也致使

加工成本上浮。

碳纖維板的加工

碳纖維板在固化成型後,為了精度要求或裝配需要,還要進行切削、鑽孔等後加工。在切削工藝引數、切割深度等相同條件下,選擇不同材料、尺寸、形狀的刀具和鑽頭,效果上有很大差異,與此同時,刀具和鑽頭的力度、方向、時間和溫度等因素也會影響到加工的結果。

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後加工過程中,儘量選擇帶金剛石塗層的鋒利刀具和整體硬質合金的鑽頭,刀具和鑽頭本身的耐磨性決定了加工的質量和工具的使用壽命。如果刀具和鑽頭不夠鋒利或者使用不當,不僅會加速磨損,提高產品的加工成本,更會造成板材損傷,影響板材的形狀、尺寸以及板材上孔、槽等加工部位尺寸的穩定性,嚴重時會造成材料出現層狀撕裂,甚至是塊狀崩落,導致整塊板材的報廢。

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在對碳纖維板材進行鑽孔時,轉速越快效果越好。鑽頭的選擇上,PCD8面刃鑽頭獨特的鑽尖設計較適合碳纖維板材,能更好地穿透碳纖維板材,降低分層的風險性。

碳纖維到底是怎麼造出來的?

對較厚的碳纖維板材進行切割時,建議採用左、右螺旋刃設計的雙刃壓迫式銑刀,這種鋒利的切削刃同時具有上切和下切的螺旋梢,切削時平衡刀具上下軸向力,確保將切削力合力指向材料的內側,以獲得穩定的切削條件,可抑制材料分層現象的產生。“菠蘿刃”鏤銑刀的上切、下切菱型刃設計也能有效切斷碳纖維板材,其較深的排屑槽在切削加工過程中能夠透過切屑的排出帶走大量的切削熱,避免損傷碳纖維板材的效能。

本文來源:公路車吧

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