碳纤维复合材料成型工艺发展趋势简析

  碳纤维复合材料成型工艺通常包括热压罐工艺、液态成型工艺、模压工艺、真空袋压工艺、拉挤工艺和缠绕工艺等。

  随着碳纤维复合材料应用的深入和发展,复合材料成型方式也在不断地以新的形式出现,但各种成型工艺各有优缺点,在实际应用中,也并非以更新替代的形式发展,而往往是多种工艺并存且互相融合,从而达到较好的协同效应。

  总体来看,复合材料成型工艺的发展方向可概括为“四高一低”,即用高速、高效的方法,提高材料利用率,生产高质量的产品,降低制造成本。航空领域的成型工艺传统是以热压罐工艺为主,从波音和空客的飞机机身制造上来看,有整体自动铺丝缠绕和分片自动铺带两种工艺,均采用热压罐固化。

  近几年,在低成本化过程中,液体成型工艺正在开始替代热压罐工艺。风电领域大量采用真空灌注成型工艺和预浸料真空袋压工艺,在近几年的碳纤主梁生产工艺中,以VESTAS(维斯塔斯)为首的风电企业对结构设计进行了创新,将复杂大型整体成型的叶片分解为若干标准件,组装后整体成型,其中的标准件可以采用拉挤等传统工艺高效生产,极大地促进了碳纤维在风电领域的大批量应用。