碳纖維復合材料根據(jù)樹脂基體的不同,可分為熱塑性碳纖維復合材料和熱固性碳纖維復合材料兩大類,目前,市場上應(yīng)用的還是以熱固性碳纖維復合材料為主,但熱塑性碳纖維復合材料的環(huán)保性能和成型周期短等優(yōu)異特性,讓其迅速成為大家關(guān)注的焦點。
1、熱塑性碳纖維復合材料是如何實現(xiàn)低成本、環(huán)保的?
熱塑性碳纖維復合材料適用于制作高端機械的零部件,其具有優(yōu)異的機加工性、真空成型性、沖壓模塑性及彎曲加工性等,并且,只要材料再次達到一定溫度,就可以重新成型,從材料本身特性上說兼具可回收、環(huán)保的特點。
例如,可在工藝流程中設(shè)計添加回收工序,將沖壓后的熱塑性碳纖維復合材料邊角料切碎、注塑、制成再生材,用于制作成小型產(chǎn)品或者在碳纖維樣件上注塑螺母螺柱用。這種方法能較大程度地降低原材料損耗,提高熱塑性碳纖維復合材料的使用效率,降低綜合成本,從而實現(xiàn)了環(huán)保的目的。
2、熱塑性碳纖維復合材料有哪些種類?
碳纖維熱塑性復合材料是以碳纖維為增強材料,以熱塑性樹脂為基體的復合材料。從碳纖維的增強方式看,可分為長切碳纖維(LCF)增強熱塑性復合材料、短切碳纖維(SCF)增強熱塑性復合材料和連續(xù)碳纖維(CCF)增強熱塑性復合材料。
長切碳纖維和短切碳纖維主要是指碳纖維材料的應(yīng)用長度,二者之間沒有嚴格固定的區(qū)分,一般都在幾毫米到幾厘米之間,比較常見的規(guī)格有6mm、12mm、20mm、30mm、50mm。長度越短越容易均勻地無定向地分布于樹脂基體中。
但是,無論是短碳纖維還是長碳纖維增強熱塑性復合材料的力學性能遠遠比不上連續(xù)碳纖維增強的熱塑性復合材料。所以,國內(nèi)碳纖維制品商蘇州挪恩復材采用的多是連續(xù)碳纖維增強熱塑性復合材料的應(yīng)用形式。
碳纖維熱塑性復合材料還可以根據(jù)熱塑性樹脂進行分類,常見的熱塑性樹脂有很多,比如PE、PP、PVC等,但是采用碳纖維增強的熱塑性樹脂復合材料多用于航天、精密設(shè)備等要求較高的工作環(huán)境下,因此,碳纖維熱塑性復合材料更多的是采用聚醚醚酮(PEEK)、PPS、聚酰亞胺(PI)、聚醚酰亞胺(PAI)等中高端熱塑性樹脂作為基體,通過“強強聯(lián)手”的方式實現(xiàn)材料性能的最優(yōu)化。
3、熱塑性碳纖維復合材料只適用于注塑成型?
從工藝角度說,注塑成型與模壓成型相比,自動化程度更高,原料不與外界接觸,因此產(chǎn)品外觀質(zhì)量有保障,不會出現(xiàn)黑點、雜質(zhì)、顏色不均等問題,產(chǎn)品的力學性能、尺寸穩(wěn)定性及精度相對更高一點。
目前,一些大型碳纖維公司在應(yīng)用碳纖維增強熱塑性復合材料時,主要采用的就是注塑成型方法,而且這種方法適合生產(chǎn)形狀復雜的零件及批量生產(chǎn)。但是需要注意的是,采用注塑成型的熱塑性碳纖維復合材料必須是以短切或粉末狀的碳纖維增強方式,這種工藝并不適用于連續(xù)碳纖維增強的熱塑性復合材料。