碳纖維熱壓罐設(shè)備是用于固化熱固性預(yù)浸料的最常用方法。 熱固性復(fù)合材料的固化涉及機(jī)械和化學(xué)過程。 在機(jī)械上,施加壓力以去除滯留的空氣和揮發(fā)物,并固結(jié)各個簾布層和纖維。 化學(xué)上,必須引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)并使其完成以形成剛性基質(zhì)。 交聯(lián)通常通過加熱來引發(fā),盡管也可以通過暴露于紫外線,微波或高能電子(電子束固化)來引發(fā)。 
   
 碳纖維熱壓罐設(shè)備工藝中,高壓和熱通過熱壓罐氣氛施加到零件上,真空袋用于施加附加壓力并保護(hù)層壓板免受真空碳纖維熱壓罐氣體的侵害。 特定應(yīng)用的固化周期通常是憑經(jīng)驗確定的,因此,可以針對單一材料系統(tǒng)開發(fā)幾個固化周期,以解決層壓板厚度的差異或優(yōu)化固化零件的特定性能。
    成品復(fù)合材料的質(zhì)量在很大程度上取決于固化周期。 固化周期的變化,有時甚至是明顯的微小變化,都會對層壓板的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。 熱壓罐技術(shù)的進(jìn)步,包括現(xiàn)代控制系統(tǒng)以及新的風(fēng)道和加熱器配置,正在導(dǎo)致復(fù)合材料質(zhì)量的整體提高。 
    在固化過程中直接監(jiān)控樹脂性能的新方法有望完全閉合控制回路,使碳纖維熱壓罐設(shè)備能夠?qū)崟r適應(yīng)固化條件。
       
典型的碳纖維熱壓罐設(shè)備固化周期為兩步過程。 首先,在溫度升高到中間水平并保持一小段時間的同時施加真空和壓力。 熱量降低了樹脂的粘度,使其流動并更容易使殘留的空氣和揮發(fā)物逸出。 樹脂在此階段也開始潤濕纖維。 在第二次升溫中,將溫度升高到最終固化溫度,并保持足夠長的時間以完成固化反應(yīng)。 在此步驟中,粘度繼續(xù)下降,但是預(yù)設(shè)的溫度上升速率和保持時間隨后將粘度穩(wěn)定在允許充分固結(jié)和纖維潤濕的水平,同時避免了過多的流動和隨后的樹脂不足。 這些控制因素也減慢了反應(yīng)速度,從而防止了放熱聚合過程中產(chǎn)生過多的熱量。 |