碳纖維熱壓成型機(jī)對溫度、壓力、時(shí)間的要求

來源：鑫臺銘時(shí)間：2023-06-20 11:10瀏覽次數(shù)：- | 分享加入收藏

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碳纖維熱壓成型機(jī)是一種專門用于加工碳纖維復(fù)合材料的熱壓成型設(shè)備。該機(jī)采用熱壓技術(shù)，通過高溫、高壓將碳纖維和樹脂基體復(fù)合，使其具有優(yōu)異的力學(xué)性能和輕量化特點(diǎn)。碳纖維熱壓成型機(jī)是將碳纖維布通過預(yù)浸料的方式與樹脂等材料混合后，經(jīng)過高溫高壓的處理，使其成型成為各種形狀的零部件或產(chǎn)品的機(jī)器。該機(jī)器可以通過控制溫度、壓力和成型時(shí)間等參數(shù)來制造出不同形狀和尺寸的產(chǎn)品。

工作原理：碳纖維熱壓成型機(jī)主要由預(yù)浸料裝置、加熱系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、模具裝置等組成。首先將預(yù)浸料放入模具中，然后通過加熱系統(tǒng)將模具加熱至一定溫度，最后通過壓力控制系統(tǒng)將模具中的材料加壓成型。整個(gè)加工過程需要嚴(yán)格控制溫度、壓力和成型時(shí)間等參數(shù)，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和性能一致性。

熱壓成型機(jī)的主要組成部分有加熱系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、模具系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

1、加熱系統(tǒng)提供均勻、穩(wěn)定、可調(diào)節(jié)的加熱溫度，以保證碳纖維、玻纖增強(qiáng)塑料的流動(dòng)性和固化性。

2、壓力系統(tǒng)提供足夠、均勻、可調(diào)節(jié)的壓力，以保證碳纖維、玻纖增強(qiáng)塑料的填充性和成型性。

3、模具系統(tǒng)適應(yīng)不同的碳纖維、玻纖增強(qiáng)塑料材料和不同的成型要求，具有良好的耐磨性、耐腐蝕性、耐溫性和脫模性。

4、控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對加熱溫度、壓力、時(shí)間等參數(shù)的精確控制和監(jiān)測，以保證碳纖維、玻纖增強(qiáng)塑料的質(zhì)量和一致性。

5、熱壓成型機(jī)的安全性、可靠性、操作性、維護(hù)性等方面也應(yīng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以保設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。

模溫機(jī)加熱：選用模溫機(jī)加熱，溫度安穩(wěn)，誤差小。

分段操控：壓力、時(shí)間、位置等技術(shù)參數(shù)可分段操控。分段加壓，分段加熱，曲線升溫。

壓力可控：壓力160t（600*600，適合1.0以下片材)。常見壓力有100T，200T，300T，500T等。一出二，10分鐘一模。上下板加熱，溫度約140°。

加熱方法：模溫機(jī)，油加熱。

加熱溫度：0-300℃。

溫度操控方法：PLC電腦操控，分段控溫，曲線升溫。

壓力操控方法：PLC電腦操控，可分多段加壓。

操控方法：PLC全自動(dòng)操控。

加熱進(jìn)程：加熱溫度升溫進(jìn)程可設(shè)置多段加熱，PLC操控溫度，使溫度精準(zhǔn)。上下獨(dú)立操控加溫：0到300度。

加壓進(jìn)程：加壓進(jìn)程可設(shè)置多段加壓，PLC操控壓力，使壓力精準(zhǔn)。

模壓成型工藝是一種非常常見的碳纖維制品成型工藝，在熱塑性碳纖維這里也同樣適用，先是將熱塑性碳纖維預(yù)浸料置于上下模之間，合模將模具置于液壓成型臺上，經(jīng)過一定時(shí)間的高溫高壓使樹脂固化后，即可獲得碳纖維零件胚體，采用模壓成型工藝能夠使復(fù)合材料中碳纖維含量較高，未被樹脂浸潤的碳纖維非常少，制品表面光滑、平整、強(qiáng)度保持率較高。

纖維料模壓是將預(yù)浸的纖維料投放到金屬模具內(nèi)，在合適的所需溫度和壓力下形成的碳纖維復(fù)合材料成型。熱固性塑料在模壓成型生產(chǎn)中的流變行為要比整個(gè)模壓過程中始終伴隨著化學(xué)熱塑性塑料復(fù)雜的很多，在反應(yīng)這部分，加熱初期物料呈現(xiàn)低分子粘流態(tài)，加熱后期呈現(xiàn)液體流動(dòng)狀態(tài)，流動(dòng)性尚好，隨著內(nèi)部結(jié)構(gòu)相互反應(yīng)，部分發(fā)生熱變，形成熱塑成型。

模壓成型的控制因素：模壓成型的控制因素三部分，即溫度、壓力和時(shí)間。

第1：溫度，這一工藝參數(shù)確定了模具向模腔內(nèi)物料的傳熱條件，對物料的熱熔、流動(dòng)性和固化進(jìn)程有決定性的影響。

第2：壓力，使模具緊密閉合并使物料壓變成型，以及促使熱熔物料流動(dòng)和平衡模腔內(nèi)低分子物揮發(fā)所產(chǎn)生的壓力保壓成型。

第3：時(shí)間，也稱壓縮模具保溫保壓時(shí)間，保證模腔形狀有足夠的時(shí)間完成固化，使樹脂成型熱塑完成。

熱壓成型機(jī)是一種集加熱、保壓、補(bǔ)壓、抽真空、破真空于一體的熱壓機(jī)。整機(jī)采用伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)，具有節(jié)能及低噪音的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備精度高，采用伺服系統(tǒng)操控，壓力穩(wěn)定，效率高，成品率高，柔性加壓，快速真空，慢速多段加壓，多段加熱。在PLC程序設(shè)置上，具有多段壓力、多段行程的特點(diǎn)，特別適用于需要隨時(shí)調(diào)整工藝的場景。其中多段壓力多段行程，即：可根據(jù)產(chǎn)品工藝要求，進(jìn)行多段壓力和行程的自由設(shè)定，并且行程和壓力的段數(shù)和順序可以隨時(shí)調(diào)整。采用熱壓技術(shù)，通過高溫、高壓將碳纖維和樹脂基體復(fù)合，使其具有優(yōu)異的力學(xué)性能和輕量化特點(diǎn)。加溫方式采用導(dǎo)熱油加熱，溫度可達(dá)200度，誤差在3度以內(nèi)，是一種通過PID智能調(diào)節(jié)進(jìn)行溫控的熱壓成型設(shè)備。該設(shè)備廣泛適用于對新型復(fù)合材料的熱壓工藝，具有溫度、壓力、位移實(shí)時(shí)顯示功能。

加熱板溫度穩(wěn)定性：

該壓機(jī)設(shè)備獨(dú)創(chuàng)的采用電加熱加壓的方式成型，溫度穩(wěn)定性至關(guān)重要。能否有效的恒溫控制是該設(shè)備的關(guān)鍵，設(shè)備采用電加熱的方式，恒溫則主要依靠加熱板發(fā)熱管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，溫差在±3°以內(nèi)。

加熱板溫度穩(wěn)定性：

該壓機(jī)設(shè)備獨(dú)創(chuàng)的采用雙層活動(dòng)滑塊加壓的方式成型，各活塊的溫度穩(wěn)定性至關(guān)重要。能否有效的恒溫控制是該設(shè)備的關(guān)鍵，設(shè)備采用油加熱的方式，恒溫則主要依靠加熱板油路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。上下加熱板采用四進(jìn)四出排布，在主油路的開關(guān)處設(shè)定分流閥，一分為二，這樣的設(shè)計(jì)有效降低油在流動(dòng)過程中的損耗?？梢詽M足加熱板恒溫的設(shè)計(jì)要求。中間加熱板三進(jìn)三出也是同樣的設(shè)計(jì)理念。

模具自身溫度穩(wěn)定性：

加熱板恒溫是做出好產(chǎn)品的必要條件，但模具自身的溫度控制才是根本。在成型過程中隨著滑塊的升降運(yùn)動(dòng)，勢必會有一定程度的熱量流失。導(dǎo)致不同位置的模穴溫度產(chǎn)生差異，影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性。因此在設(shè)備設(shè)計(jì)階段需考慮與模具相連接的控溫裝置。當(dāng)溫度超出設(shè)定范圍后，機(jī)臺會自動(dòng)報(bào)警提醒溫度差異，有效規(guī)避產(chǎn)品不良。模具也需要根據(jù)機(jī)臺熱電偶插件的尺寸進(jìn)行機(jī)加操作。根據(jù)模具一出四或一出六需配加4-6個(gè)感溫探頭，探頭的長度不小于15cm。由于加熱板是滑塊方式，需考慮探頭有效長度15cm外的長度范圍，當(dāng)滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中，探頭應(yīng)有足夠的空間，避免拉扯斷裂。

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