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液體灌注即液體成型工藝在碳纖維機翼中的應用以及疲勞與韌性提升

發布日期：2021-07-01 作者：大連義邦科技瀏覽數：10463

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復合材料雖具有屈曲（失穩）承載能力，但屈曲對疲勞、損傷性能的影響難以直觀評估，從而限定了復合材料主結構梁承載時不允許出現失穩，所以抗失穩能力強的正弦波腹板梁結構采用了復合材料易于成形制造，因此碳纖維復合材料在航空尾翼、機翼機構中得到了很好的應用。

碳纖維復合材料結構設計需要特殊考慮

CFRP很輕但也容易出現分層及損傷容限不夠所帶來的自身材料問題，在飛機的結構設計選材必須綜合考慮復合材料最高使用溫度、沖擊后壓縮強度(CAI)、濕/熱引起的性能退化以及材料的工藝性問題（如樹脂體系固化溫度、固化時間、工藝等），都可以通過材料及一定的設計來提高復合材料的韌性、抗分層性等。

碳纖維材料制造工藝同樣區別于其他材料，有著較為復雜的設計要求，復合材料結構一般是采用模具熱壓固化成型，要求制造工藝技術較高，如纖維設計的結構方向不同，所成型的效果不同，并且切斷纖維的機械加工應盡量減少。目前，通常采用浸漬基體樹脂的增強纖維預浸料逐層鋪貼在磨具上，再經過熱壓等工藝最后成型。

目前人們已開發出制造成本更低的成型工藝，液體灌注等一系列制造方法，為制造擁有更高價值的碳纖維復合材料提供了新的解決思路。與傳統預浸料和高壓釜固化結構件相比，這種組合顯著降低了勞動力和材料成本，同時保持了結構完整性和重量適中性。

液體灌注即液體成型工藝大致分為3個重要的步驟，

1、將兩層準各向同性碳纖維織物鋪設到模具中，以形成控制面的下表皮。面紗可以貼在織物的外面，以幫助樹脂和空氣的傳播。

人們在預浸料層與層之前添加如大連義邦Xantu. Layr納米纖維增韌膜材料，來提高復合材料斷裂韌性，通過在預浸料層間增加熱塑性納米纖維膜從微觀提高樹脂韌性，沖擊或壓縮后吸收裂紋能量。在層間區域充當脆性樹脂基體的納米級增強物質，最終形成更堅韌的樹脂。提升碳纖維機翼的疲勞與損傷容限。

Xantu. Layr納米纖維增韌膜

2、在鋪層完成后，開始關閉模具。他們將翻蓋模具的上半部分放在下半部分上，并用螺栓固定。接下來，他們連接第一組端板，稱為中間密封板。

3、將模具放入烘箱中，并用連接管道進行灌注。將兩條樹脂出口管和一條樹脂進口管連接到模具上，并在控制面使用輕樹脂轉移模塑。然后，對模具和樹脂進行預熱并注入樹脂，以充分潤濕碳纖維預制件。一旦完成，出口管和進口管關閉，讓加壓智能工具產生靜水壓力，在固化過程中鞏固預制件和空隙。

使用上述技術組合包括智能工具、低成本原材料和樹脂傳遞模塑，與傳統預浸料和高壓釜固化組件相比，能夠設計和制造具有結構完整性和重量適中的低成本復合材料零件。

通過此種方法制造的碳纖維機翼方法與預浸料、高壓釜固化的行業標準生產方法進行比較時，此方法通常會節省20-50%的成本。

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