目前大部分碳(C)纖維復合材料(Material)的制造都采用鋪層方法,從制造方法和過程(guò chéng)來看,公司(Company)認為碳纖維預浸料的分割下料非常重要,在批量生產(chǎn)(Produce)、成型復雜結構制品時尤其突出。在此之前我們曾在一本中介紹過超聲振動加工碳纖維的方法。接下來要介紹的是超聲分割碳纖維預浸料的工藝。
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碳(C)纖維預浸料的分割方法主要有機械刀具切割、激光(LASER)切割、水噴射切割和超聲切割方法。
碳纖維復合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。
碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發(fā)達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術,保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴格控制。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。公司(Company)認為相比于其他方法,超聲切割方法利用超聲換能器,將電能轉化為振動頻率(frequency)為20kHz的機械振動能,施加于切割刀上,是在傳統(tǒng)的機械切割方法的基礎上,迭(dié)加超聲振動,利用超聲所引起的附加機械作用切斷(割開;截斷)碳纖維材料(Material),因此碳纖維預浸料即可采用超聲進行切割。 從公司的七年來的加工經(jīng)驗(experience)來看,采用超聲切割碳纖維預浸料可以使得碳纖維預浸料切邊更加干凈、更加整齊、對碳纖維的損傷程度小,而且沒有任何感染。 在超聲切割過程(guò chéng)中,隨著切割功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)的增加,切割壓力需求下降(descend),為了保證切割質量,對切割壓力仍有一定的要求,同時大大拓寬(broaden)了切割速度范圍(fàn wéi),提高了切割效率(efficiency),碳纖維預浸料的含膠量過低,切邊容易出現(xiàn)毛刺,切割質量下降,經(jīng)過公司的實驗(experiment)證明(zhèng míng),對于碳纖維預浸料的切割與下料,超聲切割技術是一種可獲得高質量、高效(指效能高的)率的加工方法。
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