碳纖維復(fù)合材料模壓成型工藝過程是將一定量的經(jīng)過一定預(yù)處理的預(yù)浸料放入模具腔體內(nèi)，施加一定壓力使預(yù)浸料充滿模腔，在預(yù)定的溫度條件下，預(yù)浸料在模腔內(nèi)逐漸固化，然后將碳纖維復(fù)合材料制品從模具中取出，再進(jìn)行必要的后加工即得到最終碳纖維復(fù)合材料制品。（圖示：碳纖維部件）
最終制品成型的因素有預(yù)浸料、熱壓機(jī)、工作模具、工作環(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)溫度、相對(duì)濕度等，其中最為重要的是預(yù)浸料裝模后在模腔內(nèi)固化成制品的過程，它是壓力、溫度和保溫時(shí)間綜合作用的結(jié)果。在此著重分析壓力、溫度、時(shí)間、揮發(fā)物等因素對(duì)模壓成型過程的影響。
1、模壓壓力
壓力可以加速預(yù)浸料在模腔內(nèi)流動(dòng)，增加密度，克服樹脂基體縮聚反應(yīng)時(shí)放出的低分子物產(chǎn)生的壓力，避免出現(xiàn)腫脹、脫層等現(xiàn)象，同時(shí)模壓壓力也可使工裝模具閉合，制品具有固定尺寸和防止冷卻時(shí)發(fā)生變形等作用。
模壓壓力的大小取決于預(yù)浸料的種類、制品形狀及預(yù)浸料狀態(tài)。如果預(yù)浸料的流動(dòng)性愈小，固化速度愈快，壓縮率愈大，所需的壓力也愈大；反之所需的壓力也就愈小。在模壓制品成型過程中，溫度和壓力是相互關(guān)聯(lián)的。提高模具溫度，可增加預(yù)浸料流動(dòng)性，如在模壓開始到流動(dòng)性最大這段時(shí)間降低成型壓力也可達(dá)到預(yù)期目的。
2、溫度
模壓成型過程中預(yù)浸料的流動(dòng)、充模、固化反應(yīng)速度都與溫度有著密切關(guān)系，而且溫度在模壓成型過程中又起著主要作用，它影響著樹脂基體交聯(lián)程度，因而也影響復(fù)合材料制品最終性能。
實(shí)踐也表明，升高模溫可以加速固化速度，縮短固化時(shí)間，但過高溫度會(huì)使預(yù)浸料由于固化速度太快使其流動(dòng)性迅速降低而引起充模不滿，特別是大型薄壁、形狀復(fù)雜的復(fù)合材料制品，溫度過高時(shí)制品外層固化比內(nèi)層固化快的多，致使內(nèi)層揮發(fā)物難以排除，從而使制品物理和力學(xué)性能降低，還會(huì)使制品產(chǎn)生缺陷和變形。當(dāng)固化溫度過低時(shí)，固化溫度慢，會(huì)出現(xiàn)固化度低等現(xiàn)象。
3、模壓時(shí)間
模壓時(shí)間與預(yù)浸料的類型、揮發(fā)物含量、制品形狀、厚度、工裝模具結(jié)構(gòu)、模壓溫度、壓力等因素有關(guān)。模壓時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)制品性能影響甚大，模壓時(shí)間太短，固化不完全，制品物理和力學(xué)性能低，表面粗糙度差、制品易出現(xiàn)變形。模壓時(shí)間增加可降低制品收縮率和變形，但應(yīng)注意模壓時(shí)間過長(zhǎng)，樹脂交聯(lián)過度，制品內(nèi)應(yīng)力會(huì)增加，因此選擇適當(dāng)?shù)哪簳r(shí)間。
4、揮發(fā)物
模壓過程中，揮發(fā)物含量對(duì)預(yù)浸料的流動(dòng)性影響很大。揮發(fā)物含量大，模壓時(shí)間預(yù)浸料流動(dòng)性大，過高的揮發(fā)物含量使預(yù)浸料流動(dòng)性過大引起樹脂基體流失、制品產(chǎn)生氣泡、表面粗糙度下降等現(xiàn)象，但揮發(fā)物含量過低又會(huì)使預(yù)浸料流動(dòng)性降低，造成復(fù)合材料制品成型困難。
在復(fù)合材料成型過程中，最終檢驗(yàn)僅僅是對(duì)制品質(zhì)量好壞的判斷，已無法回溯，而成型工藝過程中每道工序的控制才是保證生產(chǎn)合格制品的關(guān)鍵。
文章來源：挪恩復(fù)材
原標(biāo)題：《【復(fù)材資訊】如何提高碳纖維復(fù)合材料模壓制品的質(zhì)量》
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