碳纖維復(fù)合材料的熱壓罐成型過程:
首先,將已經(jīng)準(zhǔn)備好的模具放入熱壓罐中,將預(yù)浸料鋪裝在框架式模具上,再用真空袋將其蓋上,并且與模具四周密封;然后,將已加熱的高壓氣體通過空氣泵不斷地向熱壓罐內(nèi)注入,真空袋內(nèi)部不斷有氣體被排出,從而形成一定的壓力對(duì)預(yù)浸料進(jìn)行施壓工作,受壓的預(yù)浸料會(huì)將自身承受的壓力傳遞到模具型面上,表面形成對(duì)模具的壓力載荷。
經(jīng)過加熱的氣體會(huì)經(jīng)過真空袋上表面給預(yù)浸料加熱,其產(chǎn)生的熱量會(huì)通過真空袋和模具下表面?zhèn)鬟f給預(yù)浸料。隨著溫度的不斷增加,預(yù)浸料會(huì)形成一定程度的固化,帶到溫度上升到一定程度,預(yù)浸料會(huì)形成制件,這就是碳纖維制品的熱壓罐成型的整個(gè)流程。
在熱壓罐成型中,常見的就是模具變形引起的尺寸偏差,模具變形的原因主要有兩個(gè)。一是制作過程中由于真空袋內(nèi)部氣體不斷被抽空產(chǎn)生的壓力引起的模具受壓彈性變形,另一方面則是模具在受熱后引起的膨脹形變,兩個(gè)原因結(jié)合起來就會(huì)造成碳纖維產(chǎn)品尺寸的偏差與形狀的翹曲。在這兩個(gè)原因中,對(duì)模具變形大小起決定性作用的主要是工藝參數(shù)和模具的剛度。
所以在設(shè)計(jì)模具的尺寸和形狀的時(shí)候,一定要根據(jù)模具的具體特點(diǎn)來進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。一般來說,可以用有限單元模擬的方法對(duì)其變形情況進(jìn)行初步預(yù)測(cè),結(jié)合預(yù)測(cè)的結(jié)果,再應(yīng)用反變形法對(duì)模具的變形情況進(jìn)行合理的改正,以保證碳纖維產(chǎn)品在經(jīng)過成型變形后能夠達(dá)到預(yù)期的形狀要求。由于框架式模具結(jié)構(gòu)本身具有相似性,并且模具變形的機(jī)理也基本一致,因此,可以將這種改善的方法廣泛應(yīng)用到各個(gè)碳纖維制品的制作過程當(dāng)中。并且可以建立相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu),選擇工藝參數(shù)以及合適的模型進(jìn)行存儲(chǔ)。等運(yùn)用到實(shí)力中可以達(dá)到優(yōu)化模擬參數(shù),減小誤差,從而提高模具設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性了。