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制造复合材料用预制体发展概况

2021-06-02叶轶

玻璃纤维 2021年2期
关键词:碳纤维复合材料工艺

英文 preform 的译名较多,现在用得较多的是“预制体”或“预成形体”,用作动词时意为“预成形”。

预制体是一种预成形的纤维组合体,是用以制造复合材料制品的近似精确仿形或精确仿形的增强材料形式。其纤维以一、二或三个维度排列,其形状、轮廓和厚度与复合材料最终制品大致相同。传统上,预制体是用单独的模具和成形工艺制成,而非采用最终制品的模具。通过选择和结合任意数量的不同形状和取向的增强纤维层,预制体可以做得极其接近复杂制件的形状。由于预制体可实现很高的生产效率及其他优点,迄今已经开发了多种预制体技术,并逐步实现自动化生产。

美国 AGFM 公司研发部经理 Dan Buckley 表示:“预制体的制造速度比金属冲压的速度快,只需几秒钟。”“与许多业内人士的想法相反,预制体可以节省制造器件的成本。”

相关专家认为:过去,预制体受到的重视严重不足。事实上,它比模塑工艺更重要,但它常常被忽视。鉴于目前汽车轻量化的推动,新的预制体技术正在走向成熟。

短切纤维预制体

预制体的应用已有近80年的历史。然而,在其发展历程中,绝大多数预制体是用短切玻璃纤维制成的。利用真空把这些短切玻璃纤维收集在旋转的多孔金属模具上,形成近似最终制品的形状。在预制体上喷射树脂粘结剂,把纤维保持在一起,然后加热固化,使得预制体在后面的模塑作业中便于搬运。

美国福特汽车公司、法国 Sotira 复合材料公司和英国 Aston Martin 公司合作开发了一种预制体技术,与树脂传递模塑(RTM)配合,每年为 Aston Martin几种汽车生产近5万个复合材料零部件。……

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