碳纤维管出现邹折、积胶等缺陷处理方法

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伴随着工业的发展，传统的金属管道已很难满足特殊要求。碳纤维管除具有强度高、重量比例大等优点外，碳纤维管的表面质量和制造精度也是影响其使用效果的重要因素。碳纤圆管，方管最常用的制造方法是纤维缠绕法和模压-热压罐两种工艺，但采用这两种工艺最显著的缺点是生产出来的钢管表面质量差，而用铺层包压成型成型的异型管也有相同的表面缺陷。在碳纤维管生产过程中，表面质量的好坏不仅影响管材的外观质量，还影响其几何尺寸及机械设备的性能，因此，提高管材的质量和制造精度是碳管生产的一个难点。我国碳纤生产厂家挪恩复材为您讲解碳纤维管材存在缺陷的原因及解决方法。

碳纤维制品

碳纤管成品表面缺陷主要有褶皱、条状和富胶等，追溯性问题的出现主要集中在预浸料铺层这一环节，当使用碳纤维复合材料预浸料铺层时，若没有施加足够的拉力压紧预浸料叠片，则会使所铺铺的复合材料预浸料层间相对松散，总厚度将超过目标产品的管径。因此，在成型过程中，通常的处理方法是加压挤压各层复合材料，使过多的树脂流出，但这种压力必然会产生两种收缩。第一，当碳纤维复合材料叠层块被压扁后，其管壁会变薄，外径变小，周长相应减小，沿着环形的纤维必然松弛，其中碳纤维受压弯，造成折弯；碳纤管的成型过程中，经常需要用到预浸料块状毛坯上的辅助材料，如透气毡、真空袋等。在压缩过程中，这些辅助材料也会造成折痕和折痕，在固化后，会在复合材料表面产生折痕。

前压实与温控相结合：根据挪恩复材多年的经验，总结出解决碳纤维管材表面缺陷的重要步骤，是把预压实和温控相结合。详细操作要领是在铺料过程中，每铺好几层后，先用预压法将其加热，采用一定的压力压紧每一层纤维，适时地压实可防止纤维松弛层次性增加。将预浸料毛坯中多余树脂、空泡及低沸物，在一定的压力、温度条件下去除，使得坯料致密，基本达到预定厚度。经预压实后的坯料在固化阶段无需吸胶，可有效地控制碳纤维复合材料中树脂含量及管径的厚度。

选择合适的模具材料：碳纤维管对管内径尺寸精度控制不严格，但对外径要求较高，模具外径尺寸的选择也有很大影响。在缠绕或卷绕过程中，由于纤维在缠绕时受压，要求其收卷形状基本上保持不变，因此在芯模原材料的选择上，最好选用刚性较好的金属材料，如钢和硬铝，钢的密度和硬度均大于硬铝，但是钢的热膨胀系数比硬铝小。但高性能碳管产品是在高温下固化的，如果采用硬铝芯模，就能通过硬铝热膨胀所产生的固化内压，提高了碳管的密度和力学性能。因此，高性能碳管缠绕工艺时，芯模应选择硬铝。为了有效提高管型质量，威盛新材选用芯模的原则是：采用具有线膨胀系数大的弹性材料制成模具，以线膨胀系数小的钢材作为辅助模具，成型时通过弹性材料传递压力，施加压力，试验证明该方法效果理想。

采用热缩套管的均压：除上述方法外，可采用热缩工艺来提高碳纤维管的表面质量和制造精度。真空袋、透气毡等材料在高温固化过程中，可以有效地将热压罐内的压力传递出去，同时均匀消除真空袋和透气毡折痕。如热缩套管的热收缩特性，复合材料的均压变形，碳纤维复合材料预浸料受热软化，当热缩管达到一定的收缩温度后，就会发生收缩变形，在管径均匀缩小过程中压实复合材料层块体。热缩法得到的碳纤维复合管经封装后再进行固化，固化成型后，可将热缩管脱下。

特别是选用哪种热缩材料，要根据材料的收缩温度、收缩率和耐温性能等参数综合考虑。诺恩复材的技术员强调，在采用热缩工艺时，应注意以下两个问题：一是热缩管在热缩过程中破裂；二是收缩会导致表面纤维产生错位。因此要控制好温度，加热必须要均匀，尽量使收缩过程变慢，降低缩变的剧烈程度。