Überblick über den Molding-Prozess

Carbon Fiber Compression Molding ist ein fortschrittliches Verfahren, das bei der Herstellung von hochfesten und leichten Verbundwerkstoffbauteilen weit verbreitet ist.

Dieses Verfahren hat sich aufgrund seiner hohen Effizienz, hohen Präzision und hervorragenden mechanischen Eigenschaften zu einer wichtigen Fertigungstechnologie in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Sportausrüstung entwickelt.

Prozessmerkmale

Hohe Festigkeit und geringes Gewicht: Kohlefaserverbundwerkstoffe haben eine extrem hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit, und ihr Gewicht ist viel geringer als das von Metallwerkstoffen

Effiziente Produktion: Das Verfahren eignet sich für die Großserienproduktion und hat einen kurzen Produktionszyklus

Flexibilität bei der Konstruktion: Das Werkzeugdesign ermöglicht die Herstellung komplex geformter Komponenten, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen

Ausgezeichnete Oberflächenqualität: Die geformten Teile haben eine glatte Oberfläche und können direkt für optische Teile verwendet werden

2、 Prozessablauf beim Formen von Kohlenstofffasern

Das Verfahren zum Formen von Kohlenstofffasern umfasst hauptsächlich die folgenden Schritte:

1. Vorbereitung des Materials

Beim Formpressen von Kohlenstofffasern wird in der Regel Prepreg verwendet, ein mit Harz vorimprägniertes Kohlenstofffasergewebe.

Vorimprägnierte Materialien müssen vor der Produktion in die gewünschte Form geschnitten und entsprechend der Formgestaltung geschichtet werden.

Die Stapelmethode (z. B. Faserrichtung und Anzahl der Lagen) wirkt sich direkt auf die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts aus.

2. Entwurf und Vorbereitung von Formen

Die Form ist das Herzstück des Gießverfahrens und besteht in der Regel aus Metall (z. B. Stahl oder Aluminium), ist hochpräzise und widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen und hohen Druck.

Die Oberfläche der Form muss mit einem Trennmittel beschichtet werden, um sicherzustellen, dass sich die ausgehärteten Teile leicht entformen lassen.

Bei der Formgestaltung müssen Faktoren wie die Bauteilgeometrie, die Faserorientierung und der Wärmeausdehnungskoeffizient berücksichtigt werden.

3. Formpressen

Legen Sie das vorgeschnittene Prepreg in die Form, schließen Sie die Form und legen Sie sie in die Formmaschine.

Die Formmaschine wird erhitzt (in der Regel zwischen 120 ° C und 200 ° C) und unter Druck gesetzt (in der Regel 5-10 MPa)

Das Harz zum Fließen bringen und die Form füllen, während die Kohlefaser vollständig mit dem Harz verbunden wird

Die Aushärtezeit beträgt in der Regel einige Minuten bis zu einer halben Stunde, je nach Material und Bauteildicke.

4. Entformung und Nachbearbeitung

Nach Abschluss der Erstarrung wird die Form auf eine geeignete Temperatur abgekühlt, und die Form wird geöffnet, um die Formteile zu entnehmen.

Komponenten können Nachbearbeitungstechniken wie Entgraten, Polieren oder Lackieren erfordern, um die endgültigen Nutzungsanforderungen zu erfüllen.

3、 Vor- und Nachteile des Kohlefaserformverfahrens

Vorteil

1. Hohe Effizienz: Das Formverfahren ist für die Großserienproduktion geeignet und hat eine kurze Produktionszeit für Einzelstücke

2. Hohe Qualität: Die Bauteile haben eine hervorragende Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit

3. Ausgezeichnete Materialeigenschaften: Kohlefaserverbundwerkstoffe haben eine hohe Festigkeit, eine geringe Dichte und eine gute Korrosionsbeständigkeit

4. Anpassungsfähigkeit an komplexe Formen: Es können Bauteile mit komplexen geometrischen Formen hergestellt werden, was die nachfolgende Bearbeitung reduziert.

Unzulänglichkeit

1. Hohe Schimmel Kosten: Hohe Präzision Schimmel Design und Herstellungskosten sind hoch, geeignet für die groß angelegte Produktion

2. Empfindliche Prozessparameter: Temperatur, Druck und Zeit erfordern eine präzise Steuerung, und die Fehlersuche im Prozess ist komplex.

3. Hohe Materialkosten: Kohlefaser-Prepreg ist teuer, was die Produktionskosten erhöht.

4、 Anwendungsbereiche der Kohlefaserformtechnik

Das Verfahren zum Formen von Kohlenstofffasern wird aufgrund seiner hervorragenden Leistung in den folgenden Bereichen häufig eingesetzt

1. Luft- und Raumfahrt: z. B. Flugzeugflügel, Heckflossen und Innenteile

2. Automobilindustrie: z. B. Karosserieteile, Strukturkomponenten und Batteriegehäuse für Elektrofahrzeuge

3. Sportgeräte: z. B. hochwertige Fahrradrahmen, Tennisschläger und Golfschläger

4. Industrielle Ausrüstung: z. B. Roboterarme und mechanische Komponenten

5、 Zukünftige Entwicklungstrends

Mit der allmählichen Senkung der Kosten für Kohlefasermaterialien und der Verbesserung der Automatisierung des Formprozesses wird sich der Anwendungsbereich der Kohlefaserformtechnologie weiter ausweiten.

Die Entwicklung neuer Harzsysteme und schneller Aushärtungstechnologien wird die Produktionszyklen verkürzen und die wirtschaftliche Effizienz verbessern

Durch die Kombination von 3D-Drucktechnologie und intelligentem Formdesign wird der Formgebungsprozess zudem eine höhere Designfreiheit und Produktionseffizienz erreichen.

VI. Zusammenfassung

Das Kohlefaserformverfahren hat sich aufgrund seiner hohen Effizienz, Qualität und Leichtigkeit zu einer wichtigen Technologie in der modernen Fertigung entwickelt.

Durch präzises Formdesign und Prozesskontrolle kann diese Technologie Komponenten aus Verbundwerkstoffen mit ausgezeichneter Leistung und komplexen Formen herstellen.

Trotz der hohen Kosten von Formen und Materialien sind sie aufgrund ihrer Vorteile bei der Massenproduktion in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Sportausrüstung unersetzlich.

Mit dem technologischen Fortschritt wird die Kohlefaserformtechnik in Zukunft ihr Potenzial in weiteren Bereichen unter Beweis stellen