碳纤维零部件需要做好：基体选择、结构设计与工艺优化.docx

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1、碳纤维零部件需要做好：基体选择、结构设计与工艺优化2022-04-18 15:13:10来源：碳纤维6合材料 举报碳纤维复合材料零部件呈现出轻量化和高性能特征，在强度方面能够承受较高的冲击载荷，明显优于传统金属材料；在精度方面，碳纤维的蠕变小，在较大温差变化中能够有效保持零部件的尺寸精度，减少变形问题。但是在实际应用中，基体材料选择、材料结构设计和生产制造工艺对碳纤维零部件成品的性能都有重要影响。对此，国内的碳纤维零部件制造商智上新材料科技有着源于第一线的实践认识。因为碳纤维材料本身的耐高温性和耐腐蚀性非常好，碳纤维复合材料的性能差异更多来自于基体部分，主要是不同的树脂基体造成零部件成品不同的

2、性能表现。例如，有些零部件被用于乘用空间，在遇到车厢火灾、剧烈碰撞等突发安全事件时必须保持难燃特性和烟雾气体的低释放率,智上新材料科技会通过选用耐高温、阻燃性能较好的树脂作为碳纤维复合材料零部件的基体材料，从而提升这类零部件的使用安全性。有些零部件需要长时间承受恶劣的自然环境压力，选用合适的基体材料也能有效减少由腐蚀和温度剧变所带来的消极影响，延缓碳纤维复合材料零部件的性能衰减速度。相对于传统金属的单一结构，碳纤维复合材料零部件在较大载荷下的失效机理和力学性能变化要复杂得多。因此，必须根据实际应用需求做出相应的结构设计。智上新材料根据多年以来的合作经验建议：用于密封性要求较强的工作环境中时，碳

3、纤维复合材料更适于与其它材料组合形成复合结构使用。例如在深潜器的耐压舱制备中，碳纤维复合材料的舱体外壳与钛合金密封盖结合使用；用于对零部件需求面积较大、体积较大的情况下，可以选用碳纤维复合材料与其它材料夹芯复合的方式。例如在一款碳纤维医疗床板中，智上新材料就采用此种方法，既保证了床板的强度和良好的X光透过性能，又减少了碳纤维复合材料的使用量,减少了成本支出。碳纤维复合材料界面相的处理方式对成品零部件的整体性能也有直接影响。智上新材料认为要尽量避免或者减少界面问题，就需要在碳纤维复合材料零部件制造过程中认真考虑界面的设计和控制。碳纤维复合材料是由树脂基体和碳纤维增强体两部分组成，碳纤维原丝与基体

4、树脂之间本身就存在着粘结的界面问题，而碳纤维制品往往又是由多层碳纤维复合材料层层铺覆而成，层与层之间又存在着粘结界面。碳纤维制品在实际应用中，还会根据需要与一些金属件连接使用，金属件与碳纤维制品之间又存在着新的粘结界面。这种由内而外的界面在复杂的工作环境和较大的载荷或压力之下，会产生界面分层、裂纹等不同的问题。大多数的碳纤维零部件都需要承受压、拉、扭、弯等不同的压力，对于这类零部件来说，如果仅仅在碳纤维方向上具有较高的力学性能是不够的，因此，如何设计碳纤维复合材料的铺层方案显得尤为重要。像智上新材料这类有经验的制造商会通过对复合材料的剪裁、铺覆等工艺细节优化,进一步提升零部件的性能质量。（版权所有，转载时请务必保持内容的完整性并标明文章出处）