碳纤维热压罐成型工艺分析

　　随着碳纤维制品高性能的表现，对于碳纤维制品的需求也越来越多，那在碳纤维制品生产的流程中一个重要的成型工艺就是热压罐成型，热压罐成型其实不单纯的是碳纤维制品的成型工艺，很多纤维材料制品都会采用这种成型工艺，那作为碳纤维制品的生产厂家，威盛新材的碳纤维产品很多就是采用这种生产工艺，本文就来给大家说说有关于热压罐成型工艺的知识。

　　热压罐是一种专门针对聚合物基复合材料定型工艺特征的生产设备，采用热压罐定型是生产制造连续纤维增强热固性复合材料制件的重要工艺，比较适用于先进复合材料构造、蜂窝夹层构造及金属或复合材料胶接构造的定型中。通常具备温度和压力控制精度高、构造安全可靠、系统可靠性好、耗能低、使用和维护保养简便等优势，能完成模块化和系列化，可符合不同行业、不同工艺和不同尺寸的生产要求。

　　整个热压罐是由罐体、罐门机构、高温电机、风道板隔热层等形成一个耐高压、高温的罐体组成，配合安全联锁装置、快开门装置、密封装置、压力系统、加热系统、温度循环系统、真空系统等一系列的设置来完成整个的热压罐加工。

　　热压罐成型工艺，其实借助的是热压罐提供温度和压力使得纤维材质固化的工艺方式。通过施加压力去掉空气和挥发物，然后再通过加热使得产生化学反应，最终生产出产品。

　　热压罐成型工艺流程

　　不同碳纤维制品在使用热压罐加工工艺时，方法与流程接近，通常都是遵循铺叠毛坯件、制真空包装袋、真空测漏、产品工件入罐、开升温程序、加压、保温保压、降温、降压停机、产品工件出罐的顺序开展的，具体差别取决于模具的不同及其按照产品所需性能指标而设置的加工工艺参数。下面就常用于热压罐成型工艺生产的碳纤维电池箱举例开展详细描述。

　　1.毛坯件制作

　　该程序包含预浸料裁剪(下料)、铺叠、预压实三个全过程。一整个结构形式和铺层设计都应充分考虑可铺叠性，以无锡威盛新材料科技有限公司的这一个电池箱举例，一整个箱体为600mm×400mm×200m、壁厚1.5mm的长方形，由于模具自身使用的是阴模，因此要充分考虑预浸料铺层的统一性和可执行性，须要将预浸料裁剪成长方形的平面展开式，在铺层以前，还需要将模具置放于热压罐内开展预加热，随后在模具内壁刷好脱模剂，将裁剪好的预浸料尽可能进行成平面，小心地放进磨具当中，逐渐夯实，使预浸料与模具紧密地贴合在一起，每个面务必确保整齐、无皱褶，随后顺着模具的外缘，剪去多出的预浸料。针对不规则的产品，如不可以进行成平面的要制作而成适度宽度条形，一部分可使用开口或无缝拼接的方法。

　　按照该电池箱体所需承载能力，明确预浸料的铺层为两层3k加三层单向预浸料的方法开展铺层，铺层过程中需要立即除去铺层参杂气体，便于确保铺层性能指标，因此预压实环节便是要在铺层操作中除去挥发分、预浸料铺层参杂气体的同时密实铺层，其最后目的也是提升 构件规格精密度。随后在室温或加热状况下对铺层开展抽真空，时长5-15分钟。如果是厚制件制品，通常每铺叠3层就需要开展一次预压实，这对成型质量有比较大干扰。整体而言，这一个全过程工作强度比较大，用时长，成本相对高。

　　2.固化成型

　　铺层以后要将产品在模具上开展定位拼装，封裝真空包装袋。在封裝过程中需要持续用辊子等专用工具隔着真空包装袋表层对预浸料做又一次的整修，尽可能压出来气体，使预浸料历经树脂流动、树脂固化、纤维密实等过程后，最后完成固化。

　　将真空包装袋封裝好的模具及构件连接真空泵(缓冲器)，推送至热压罐内，并遵循材料加工工艺特点、构件样式规格、机器设备状况制定热压罐工作的加工工艺参数。对不防碍热压罐内腔空气流通的大型构件而言，适合单品固化，对样式不繁杂的小规格件而言，则能够 一罐多件。用以复合材料成型加工工艺的热压罐其使用工作压力通常小于1.6MPa，国内重要的 结构用复合材料基体树脂的固化温度最高在180±5℃的范围，普遍使用的上限温度为250℃。热压罐系统在工作流程中，可在各加温区和制品的有关部位设立测温点，温度分布状况可由中心控制系统采集、显示，并按工艺要求调节升温和降温速率，以保证制品的固化质量。

　　针对高性能产品，在固化流程中，罐体内需运用惰性气体防护，以避免制品在固化流程中逸出的可燃性挥发物造成燃烧或爆炸。当罐内温度超过150℃或压力大于1MPa时就应运用惰性气体充压。在热压罐慢慢充压后，真空袋有可能会发生漏气状况，碰到这种情况，应依据具体情况分辨解决。如果是轻微漏气，则容许再次固化，并运用通空气对策减缓真空袋破裂，比较严重时要停机修补。

　　3.脱模成品

　　热压罐固化流程完成后，要等罐内温度和压力慢慢降至安全系数以内再执行停机，开启罐门取下模具及预制构件。当模具温度降至50℃以内再将预制构件从模具上取下，假如温度过高就开展脱模，非常容易造成制品变形或树脂裂开。

　　热压罐成型技术与其它几种成型技术相比，具有很多优势，例如热压罐成型工艺稳定可靠，这是因为热压罐内压力均匀，压力可以通过真空袋作用到部件表面，而且各点的法向压力相等，温度方面也十分均匀，热压罐内循环热气流给部件加热，还配备了冷却系统，让温度可以严格控制在工艺范围内;热压罐成型技术使用范围也十分广泛，一些大面积的壁板、壳体的成型都可以使用热压罐成型，最重要的是效率很高。

　　热压罐成型技术适用于制造军用机载雷达罩、整流罩、飞机舱门、机翼等产品，这是因为军用及 设备对材质硬度、重量，包括产品质量都有着严格要求，而热压罐成型技术可以保证成型部件的质量稳定，孔隙率也很低，能够满足军用及 设备要求，挪恩就曾为某 企业提供碳纤维军用运输箱的研发生产并顺利通过工艺评审，其制作工艺就采用的热压罐成型技术。

那这些就是有关于碳纤维产品热压罐成型工艺的内容分享，在整个的生产中，固化环节很重要，尤其是不同预浸料的原材料就要对整个的技术要求有一定掌握，才能保证成型的碳纤维制品整体性能稳定，那威盛新材有多年的生产经验，能够满足需求，生产出高精度高规格的碳纤维产品，欢迎来咨询。推荐阅读：碳纤维管的成型工艺介绍