碳纖維復(fù)合材料成型工藝有哪幾種？

碳纖維復(fù)合材料是以熱固性樹(shù)脂作為基體。這種材料具有很高的比強(qiáng)度，輕量化效果非常明顯，是一種極為重要的輕量話材料。碳纖維復(fù)合材料成型工藝包括RTM成型工藝、預(yù)浸料快速模壓成型工藝PCM、片狀模塑料SMC和長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料LFT等。

RTM成型工藝是最主要的液體模塑成型技術(shù)，它成型周 期短、制品纖維含量高、表面光潔度好、尺寸精度高。由于無(wú)需使用預(yù)浸料和熱壓罐，RTM工藝成本相對(duì)較低，在航空工業(yè)領(lǐng)域，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)大型結(jié)構(gòu)件。但傳統(tǒng)RTM工藝從纖維鋪放、樹(shù)脂注入、浸漬、固化，到最終脫模，總時(shí)長(zhǎng)在2h以上。高壓RTM通過(guò)增大注射壓力提升注射速度保證較高的合模速度和壓制速度，能大大縮短部件成型時(shí)間，提高工藝效能。

PCM成型工藝也稱為模壓成型。將沖壓后的碳纖維復(fù)合材料半成品預(yù)先放入模具，然后加熱加壓使其成型固化的成型方式。其中，熱壓前的成型坯料是能否實(shí)現(xiàn)快速制造的關(guān)鍵。近年來(lái)，預(yù)浸料因具有精確的纖維、樹(shù)脂配比而被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而PCM成型工藝作為一種理想的碳纖維復(fù)合材料罐外熱壓工藝，不僅能夠大幅縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率，具有制品尺寸精度高、表面光潔度好、生產(chǎn)成本相對(duì)較低、容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的一次成型等特點(diǎn)，同時(shí)，由于制品內(nèi)纖維取向性好，因此制品的強(qiáng)度、剛度相對(duì)較高，已成為碳纖維復(fù)合材料的重要成型工藝。

SMC由樹(shù)脂糊浸漬纖維或短切纖維氈，兩面覆蓋聚乙烯薄膜而制成的片狀模壓料，屬于預(yù)浸氈料范圍。SMC成型效率高、產(chǎn)品的表面光潔度好、外形尺寸穩(wěn)定性好，且成型周期短、成本低，適合大批量生產(chǎn)，適合生產(chǎn)截面變化不太大的薄壁制品。 除了熱固性樹(shù)脂和碳纖維織物、連續(xù)纖維以外，熱塑性樹(shù)脂和非連續(xù)碳纖維在汽車領(lǐng)域也有不少應(yīng)用。

LFT成型工藝具有優(yōu)異的成型加工性成型率高、成品率高，且設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、工藝成本較低，制品內(nèi)部由于纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)而形成骨架結(jié)構(gòu)，使得制品具有較好的抗沖擊性和剛度，因此LFT制品可用于受力較大的車體部件。

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