碳纖維的產(chǎn)品形式及用于體育器材的主要成型技術(shù)

碳纖維復(fù)合材料通過合理的設(shè)計(jì)可整體成型，這樣可以省掉許多組合型架和裝配型架，降低生產(chǎn)成本。隨著技術(shù)的發(fā)展，體育器材的成型方法很多，主要包括纏繞成型、模壓成型、RTM成型、拉擠成型等技術(shù)。

1、纏繞成型技術(shù)

在專門的纏繞機(jī)上，將預(yù)浸料坯均勻、有規(guī)律地纏繞在一個(gè)轉(zhuǎn)動的芯模上，后固化、除去芯模獲得制品。纏繞成型法既適用于制造簡單的旋轉(zhuǎn)體，如圓柱體、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形制品，也可用于非旋轉(zhuǎn)體部件制造。其顯著特點(diǎn)是能夠按照制品的受力情況將纖維按一定規(guī)律排布，從而充分發(fā)揮纖維的強(qiáng)度，獲得輕質(zhì)高強(qiáng)的制品；在工藝上能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、機(jī)械化生產(chǎn)，并且生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高，勞動強(qiáng)度低；其缺點(diǎn)是制品固化后需除去芯模，不適宜于帶凹曲表面制品的制造。用這種方法可以制成高爾夫球桿和釣魚竿。

2、模壓成型技術(shù)

模壓成型工藝是在封閉的模腔內(nèi)借助加熱和壓力固化成型復(fù)合材料制品的方法。模壓成型的模具由陰、陽模兩部分組成，增強(qiáng)材料一般為短切纖維氈、連續(xù)纖維氈和織物。模壓成型法生產(chǎn)效率高，制品尺寸準(zhǔn)確，表面光潔，特別適用于制造大批量以及精度和重復(fù)性要求比較高的制品。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品可一次成型，無需有損于制品性能的輔助加工(如車、銑、刨、磨、鉆等)，制品的外觀及尺寸的重復(fù)性好。其缺點(diǎn)是：模具設(shè)計(jì)與制造復(fù)雜，初次投資較高，易受設(shè)備限制。

3、RTM成型技術(shù)

RTM(樹脂傳遞模塑，簡稱RTM)是復(fù)合材料較為常用的一種成型技術(shù)。該技術(shù)是將纖維或預(yù)成坯鋪放到密閉模腔內(nèi)，用壓力將樹脂液注入模腔，浸透纖維或預(yù)成型坯，然后固化，脫模成型制品。RTM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：能夠制造高質(zhì)量、高精度、低孔隙率、高纖維含量的復(fù)雜復(fù)合材料構(gòu)件，無需膠衣樹脂也可獲得光滑的雙表面；產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到投產(chǎn)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高；RTM模具和產(chǎn)品可采用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)，模具制造容易，材料選擇面廣；RTM成型的構(gòu)件與管件易于實(shí)現(xiàn)局部增強(qiáng)或制造局部加厚的構(gòu)件，帶芯材的復(fù)合材料能一次成型；RTM成型過程中揮發(fā)少，有利于保護(hù)勞動者及生產(chǎn)環(huán)境。目前一般使用RTM技術(shù)來批量生產(chǎn)自行車和劃艇的身體部分。

4、拉擠成型技術(shù)

用于連續(xù)生產(chǎn)纖維復(fù)合材料型材。拉擠是指纖維束或帶狀織物在外力牽引下，經(jīng)過浸膠、擠壓成型、加熱固化、定長切割，制成具有特定橫截面形狀和長度不受限制的線型制品的一種方法。它將經(jīng)過浸漬的連續(xù)纖維通過具有一定截面形狀的成型模具，在模腔內(nèi)固化成型或在模腔內(nèi)凝膠、出模加熱固化，在牽引機(jī)械拉力作用下可連續(xù)引拔出無限長的型材制品。拉擠成型工藝簡單，效率高；拉擠法制備制品時(shí)，增強(qiáng)纖維沿軸向平行排列，能有效地利用其強(qiáng)度；采用纖維氈增強(qiáng)材料可制備各向同性制品；采用編織帶可提高制品的橫向強(qiáng)度。拉擠制品具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、易裝飾、表面質(zhì)量好等特點(diǎn)。這些性能對于許多類型的體育設(shè)施及相關(guān)應(yīng)用都是很理想的，例如漁竿、弓箭、撐竿、滑雪桿等。

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