碳纤维复合材料部件的设计与制造

设计方面,碳纤维复合材料部件的设计和生产需要综合考虑部件的实际应用要求,通过受力、载荷路径等分析,结合实际应用情况进行设计.

材料方面,选用的基材一般为热塑性树脂材料.碳纤维的拉伸强度达到5800MPA,比重为/cm3.其比强度明显高于钢或铝合金等金属材料,高能量密集的制造工艺也造成了较高的应用成本.

制造方面,一般需要先制作预浸料,再进行模具成型.预浸料即是由织物或非织造布浸渍树脂而没有进行固化反应形成的,可放入模具中进行高温固化成型.预浸料主要是为了保证碳纤维增强体与树脂基体充分浸渍结合.此外,模具成本也是构件成本构成的一大因素.部件的形状需要依靠模具来实现,一般有阴模和阳模两种形式.阴模是依据零部件的尺寸、形状等要求制造而成的模具,可成型各种复杂结构的部件.但阴模生产过程复杂,成本也相对较高.阳模是纤维缠绕在模具上成型,固化后可以保留或移除.