预浸料模压是生产碳纤维复合材料的常用工艺:

预浸料工艺具有工艺成熟,尺寸精度高、可设计性强的优点。生产效率的关键点在于叠层和模压环节。
合理的铺层角度,可优化局部件的力学性能以及其它性能。对于要求不高的产品,0°、90°就可以了,而受力复杂的话,需要根据受力状况进行调整。目前常用的标准铺层角度:0°、45°、-45°和90° 可以满足设计要求,也可以简化分析和制造。除纵横剪切强度试样外,只在有特殊需求时采用任意铺层角度铺层,且所用铺层角种类应尽可能少。目前自动化化裁切和铺层的工艺和装备的开发,大大的提高了批量化生产的效率。

下一个关键点就是模压了。传统的方法是手工把预浸料铺入模具表面,然后入模。而满足汽车产业的效率,手工铺贴是无法满足的,中间会增加一个预成型的过程,先预成型定形后再入模。预浸料入模后,合模,压机加压,加热至120-180°C。加热后树脂可以再次流动,并最终固化。可以用硫化机对材料施加额外的压力,通常可以达到5-10个大气压。

在预浸料模压制品特别是汽车内外饰件,对外观要求较高。碳纤维汽车部件很多时候就是要很炫的碳纤维纹理,在模压使,要注意不要使纹路变形。那么就要考虑不同纹路的延展性。纤维的编织形式:平纹、斜纹、缎纹织物的延展性不同。

最近一些年,随着预浸料模压技术在汽车上应用的增多,为了更好的满足汽车产业的节拍要求以及更高的技术要求,也发展出来了一些新的技术。
快速固化预浸料,使模压时间从传统的30-60分钟降低到10分钟以内,效率大大的提高。
而新的PCM工艺,集合和传统的预浸料模压和SMC模压的优点:

该工艺利用快速固化预浸料作为主体构件,周边的连接部分利用短纤模塑料,在模具中共同模压得到。
日产GT-R超级汽车的行李箱盖


丰田普锐斯的后尾门

以上两款汽车部件都是利用PCM工艺制得
原文始发于微信公众号(严说一点):预浸料模压技术——碳纤维汽车部件生产工艺五