碳纤维管拉挤成型优缺点和应用分析

  碳纤维属于一种性能材料,既有碳材料硬的固有特性,又有纺织纤维柔的加工特性,被称为材料之王。碳纤维复合材料以其所具有的高比强度、高比刚性在军事、航天、航空、电子等领域具有广泛的应用。这些应用基本特点是构件尺寸大,形状复杂,强调整体性,对制造技术提出更高要求,本文针对碳纤维管拉挤成型的优缺点和应用领域做个简单分析。

碳纤维管

  拉挤成型是将碳纤维束在树脂中浸渍后,使其通过预定内腔型面的模具,其中心轴和模具之间的空间将决定碳纤维管的壁厚,再以微波加热等方式使其迅速进入凝胶化状态,从而实现固化成型的一种工艺。

  拉挤成型可以实现自动化的连续成型,加工效率高,人工成本低,而且可以获得品质优良、内部孔隙率极低且具有精确尺寸的产品,所以拉挤碳纤维管是目前制造连续碳纤维复合材料型材比较具有成本效益的方法。该技术特别适用于具有一定的断面形状,且长度方向要求非常直的部件成型。

  从理论上说,拉挤碳纤维管的制造工艺可生产几乎任何长度的管材,而管材成品的运输往往成为主要的限制条件。但实际上,拉挤碳纤维管在应用中的局限性也很大,这种通过连续拉拔进行赋形的工艺,仅限于制造一些特定的型面产品,例如圆形、方形、工字型的管材等。

  在拉挤成型中,虽然大多数碳纤维将沿着管子的方向延伸,能够产生极大的刚度,但是采用这种工艺制备的碳纤维管在环向强度或横向强度方面表现较差,与卷绕碳纤维管材的整体性能相比差距较大。