關于熱塑性碳纖維復合材料的幾個冷知識

1.熱塑性碳纖維復合材料有哪些種類?

碳纖維熱塑性復合材料是以碳纖維為增強材料,以熱塑性樹脂為基體的復合材料。從碳纖維的增強方式看,可分為長切碳纖維(LCF)增強熱塑性復合材料、短切碳纖維(SCF)增強熱塑性復合材料和連續碳纖維(CCF)增強熱塑性復合材料。

長切碳纖維和短切碳纖維主要是指碳纖維材料的應用長度,二者之間沒有嚴格固定的區分,一般都在幾毫米到幾厘米之間,比較常見的規格有6mm、12mm、20mm、30mm、50mm。長度越短越容易均勻地無定向地分布于樹脂基體中,但是,無論是短碳纖維還是長碳纖維增強熱塑性復合材料的力學性能遠遠比不上連續碳纖維增強的熱塑性復合材料。所以,國內碳纖維制品商無錫智上新材采用的都是連續碳纖維增強熱塑性復合材料的應用形式。

碳纖維熱塑性復合材料還可以根據熱塑性樹脂進行分類,常見的熱塑性樹脂有很多,比如PE、PP、PVC等,但是采用碳纖維增強的熱塑性樹脂復合材料多用于航天、精密設備等要求較高的工作環境下,因此,碳纖維熱塑性復合材料更多的是采用聚醚醚酮(PEEK)、PPS、聚酰亞胺(PI)、聚醚酰亞胺(PAI)等中高端熱塑性樹脂作為基體,通過“強強聯手”的方式實現材料性能的最優化。

熱塑性碳纖維復合材料

2.熱塑性碳纖維復合材料是如何實現低成本、環保的?

熱塑性碳纖維復合材料適用于制作高端機械的零部件,其具有優異的機加工性、真空成型性、沖壓模塑性及彎曲加工性等,并且,只要材料再次達到一定溫度,就可以重新成型,從材料本身特性上說兼具可回收、環保的特點。

例如,日本帝人已能夠根據特殊需求,在工藝流程中設計添加回收工序,將沖壓后的熱塑性碳纖維復合材料邊角料切碎、注塑、制成再生材,用于制作成小型產品或者在碳纖維樣件上注塑螺母螺柱用。這種方法能較大程度地降低原材料損耗,提高熱塑性碳纖維復合材料的使用效率,降低綜合成本,從而實現了環保的目的。

熱塑性碳纖維制品生產工序

除此之外,熱塑性碳纖維復合材料與熱固性碳纖維復合材料相比,因其特殊的工藝特點可縮短成型循環時間,在生產效率方面可進一步削減生產成本。

3.熱塑性碳纖維復合材料只適用于注塑成型?

從工藝角度說,注塑成型與模壓成型相比,自動化程度更高,原料不與外界接觸,因此產品外觀質量有保障,不會出現黑點、雜質、顏色不均等問題,產品的力學性能、尺寸穩定性及精度相對更高一點。目前,日本東麗這些碳纖維巨頭在應用碳纖維增強熱塑性復合材料時,主要采用的就是注塑成型方法,而且這種方法適合生產形狀復雜的零件及批量生產。但是需要注意的是,采用注塑成型的熱塑性碳纖維復合材料必須是以短切或粉末狀的碳纖維增強方式,這種工藝并不適用于連續碳纖維增強的熱塑性復合材料。

連續碳纖維增強熱塑制品

與注塑類設備相比,模壓成型設備及其模具結構相對比較簡單,制造費用更低。模壓成型設備可兼用于熱固性樹脂、熱塑性樹脂,無錫智上新材在熱塑性碳纖維制品的成型方面,就是充分借鑒了熱固性碳纖維零部件的制造經驗。采用模壓成型的方式制作熱塑性碳纖維復合材料零部件,原料的損失較小,不會造成過多的損失,應用于批量生產時,價格相對于注塑工藝來說更能滿足市場需求。(來源:新材發現  如有侵權,請及時聯系刪除)

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