碳纖維複合材料通過(guò)合(hé)理的設計可整體成型,這樣可(kě)以省(shěng)掉許多組合型架和裝配型架(jià),降低生產成本。隨著技術的發展,在民用碳纖維製品中,專業的體育器材是碳纖維應用的較為廣泛與成熟的領(lǐng)域(yù)。據www.91複材介紹,目前碳纖維材料的體育器材成型方法有很多,主要包括纏繞成型、模(mó)壓成型、RTM成型、拉擠成型等技術。
(圖示:碳纖維材料自行車)
1、纏繞成型技術
在專門的纏繞機上,將預浸(jìn)料(liào)坯均(jun1)勻、有(yǒu)規律地纏繞在一(yī)個轉動的芯模上,後期固化、除去芯模獲得製品。纏(chán)繞成型法既適用於製(zhì)造簡單(dān)的旋轉體,如圓柱體(tǐ)、球體及某些正曲率回轉體或筒形製(zhì)品,也可用於非旋轉體部件製造。
其顯(xiǎn)著特點(diǎn)是能夠按照製品的受力情況將(jiāng)纖維按一定規律排(pái)布,從而充分發揮纖維的強度,獲得輕質(zhì)高強的製品;在(zài)工藝上能實現連續化、機械化生產,並且生產周期短,生(shēng)產效率高,勞動強度(dù)低;其缺點是製品固化後需除去芯模,不適宜於帶凹曲表麵製品的製造。用這種方法可以製成(chéng)高爾夫球杆和釣魚竿。
2、模壓成型技術
模壓成型工藝是在封閉的模腔內借(jiè)助加熱和壓力固化成型複合材料製品的方法。模(mó)壓成型的模具由陰(yīn)、陽模(mó)兩部分組成,增強材料一般為短切纖維氈、連續纖維氈和(hé)織(zhī)物。
模壓成型(xíng)法生產效率高,製品尺寸準確,表麵光潔(jié),特別適用於製造大批量以及(jí)精度和重複性要求比較高的製品。結構複雜的製(zhì)品可一次成型,無需有(yǒu)損於製品(pǐn)性能的輔助加工(如車、銑、刨、磨、鑽等),製品的外觀及尺寸的重複(fù)性好。其缺點是:模具設計與製造複雜,初次投資較高,易受設備限(xiàn)製。
3、RTM成型技術
RTM(樹脂傳遞模塑,簡稱RTM)是複合材料較為常用的一種成型技術。該技術(shù)是將纖維或預成坯鋪放到密閉模腔內,用壓力將樹脂(zhī)液注入模腔,浸透(tòu)纖維或預成型坯,然後固化,脫模成型製品(pǐn)。
RTM技術的優點是:能夠製造高質量、高精度、低孔隙率、高(gāo)纖維含量的複(fù)雜複合材料構件(jiàn),無需膠衣樹脂也可獲得光滑的(de)雙表麵;產品從設計到投產時間短,生產效率高;RTM模具和(hé)產品可采用CAD進行設計,模(mó)具製(zhì)造容易,材料選擇麵廣。
RTM成型的構(gòu)件與(yǔ)管件易於實現局部增強或製造局部加厚的構件,帶芯材的複合材料能一次成型(xíng);RTM成型過程中揮發(fā)少(shǎo),有利於保護勞動者及生產環境。目前一般使用RTM技(jì)術來批量(liàng)生產自行車和劃艇的身體部分。
4、拉擠成型技術(shù)
用於連續生產(chǎn)纖維複合(hé)材料型材。拉擠是指纖維束或(huò)帶狀織物在外力(lì)牽(qiān)引下,經過浸膠、擠壓成型、加熱固化、定長切割,製成(chéng)具有特定橫截麵形狀和長度不受限製的線型製(zhì)品的一種方(fāng)法。
它將經過浸漬的(de)連續纖維通過具有一定截麵形狀的成型模具,在模腔內固化成型或在模腔內凝(níng)膠、出模加熱固化,在牽引機械拉力作用下可連續引拔出無限長的型材(cái)製品。拉擠成型工藝簡單(dān),效率高;拉擠法(fǎ)製備製品時(shí),增強纖維沿軸向平行排列,能有效地利用其強度。
采用纖維氈增強材料可製備各向同性製品;采用編織帶可提高製品的橫向強度。拉擠製品具有高強、輕質、易裝飾、表麵質量好等特點。這些(xiē)性能對於許多類型的體育設施及(jí)相關(guān)應用都是很理想的,例如漁竿、弓(gōng)箭、撐竿、滑雪杆等。
現代科技的飛速發(fā)展對(duì)體育產生了前所未有的影響,當今世界的體育競爭實質上是科學技術的競爭,而先進、新穎(yǐng)的材料則是提高體育科學技術水平的重要條(tiáo)件之一。如今,在不少運動項目中,人(rén)的體能和精神的(de)激發都幾乎(hū)達到了極限,勝敗往往(wǎng)隻在毫厘之間,僅靠強健的肌肉(ròu)和(hé)良好的競技狀態已很難獲勝,運動員(yuán)們越來越多地要(yào)依靠科(kē)學家的智慧,在運動員與運動員較量的背後,是國與國科技發展與人心凝聚的綜合大比拚。(推薦閱讀:如(rú)何提高碳纖維(wéi)複合材料模壓製(zhì)品的質量)