碳纖維自行車整體車架成型工藝成型,是指將碳纖維按不同方向不同層數(shù)鋪設(shè)出制品形狀,在一定壓力和溫度下固化成型。而復(fù)合材料成型工藝,較常見(jiàn)的有以下5種。
1 裱糊成型工藝
它是用手工將預(yù)浸料裱糊在模具上,然后固化成型。此法最大的優(yōu)點(diǎn)是工藝裝備簡(jiǎn)單,手工完成比較復(fù)雜的操作,能加工出形狀復(fù)雜的零件,適用于小批量生產(chǎn);缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)條件差,勞動(dòng)強(qiáng)度大。筆者采用該工藝試制出的碳纖維整體車架樣件,表觀質(zhì)量尚可,但尺寸精度較差,工藝穩(wěn)定性差。
2 纖維纏繞成型工藝
它是開(kāi)發(fā)最早的連續(xù)成型工藝,即纖維通過(guò)樹(shù)脂膠槽浸上樹(shù)脂后按照一定的規(guī)律纏繞在轉(zhuǎn)動(dòng)的芯模上,然后經(jīng)加熱使膠液固化成型。它的一個(gè)突出特點(diǎn)是能夠按照制品的受力情況,將纖維按一定規(guī)律排布,從而充分發(fā)揮纖維的強(qiáng)度,獲得輕質(zhì)高強(qiáng)的制品;在工藝上能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、機(jī)械化生產(chǎn),并且生產(chǎn)周期短,生產(chǎn)效率高,勞動(dòng)強(qiáng)度小,適用于制造圓柱體、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形制品。
3 拉擠工藝
它是發(fā)展速度較快的一種成型工藝,即纖維通過(guò)樹(shù)脂槽浸漬樹(shù)脂后進(jìn)入加熱模具固化,制成各種各樣不同形狀的型材。其優(yōu)點(diǎn)是能一次壓制出形狀復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確的零件,生產(chǎn)率高,但工藝裝備復(fù)雜,不適于制備批量小、尺寸大的產(chǎn)品。
4 樹(shù)脂傳遞模壓工藝 ( RTM)
RTM( resin transfer moulding)工藝是90年代最熱門的一種成型工藝,即先將增強(qiáng)材料做成預(yù)成型件放入封閉模具中,在真空和壓力的條件下,樹(shù)脂被注入模具而固化成型。其特點(diǎn)是 :1)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,避免了預(yù)浸料這一中間環(huán)節(jié);2)低壓注膠,節(jié)約了附加設(shè)備的費(fèi)用;3)封閉式模具操作,作業(yè)環(huán)境清潔;4)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)控制;5)制件表面質(zhì)量好。因此,RTM技術(shù)有很好的發(fā)展前景。
5 編織成型工藝
三維編織的過(guò)程是參加編織的所有纖維都沿同一方向排列,然后每根纖維束都沿自己的方向偏移一個(gè)角度互相交織形成織物的過(guò)程。采用三維編織的復(fù)合材料具有整體性和力學(xué)的合理性兩大特點(diǎn),其在剪切強(qiáng)度、抗沖擊損傷特性等性能方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的層合復(fù)合材料,因此采用編織結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料發(fā)展迅速。三維編織分圓機(jī)和方機(jī)兩種,用這兩種機(jī)器可以編織出許多復(fù)雜的編織物。但這些復(fù)雜形狀大多來(lái)源于兩種基本形狀——長(zhǎng)方體和厚壁的圓管。