碳纤维车身制作.docx

1、碳纤维车身制作CARBON FIBE制作工艺简介CARBON FIBER指 含碳量高于 90的无机高分子纤维，由聚丙烯腈纤维、沥青纤维或粘胶维等 经氧化、炭化等过程制得的含碳量为 90%以上的纤维。 其中含碳量高于 99的称 石 墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性 介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低， X 射线透 过性好。 但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合 时会发生金属碳化、 渗碳及电化学腐蚀现象。 因此， 碳纤维在使用前须进行表面 处理碳 纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按

2、状态分为长丝、 短纤维和短切纤维； 按力学性能分为通用型和高性能型。 通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为 高强型（强度2000MPa模量250GPa和高模型（模量300GPa以上）。强度大 于4000MPa勺又称为超高强型；模量大于 450GPa的称为超高模型。随着航天和 航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率 大于 2。用量最大 的是聚丙烯腈基碳纤维。碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。碳纤维除用作绝热保温材料 外， 一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材 料中，构成复合材料。 碳纤维增强的复合

3、材料可用作飞机结构材料、 电磁屏蔽除 电材料、人 工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器 人、汽车板簧和驱动轴等。目前用于制作车身结构的制造工艺主要有以下三种：1、预浸料袋压 / 热压罐 （Autoclave）该工艺是将纤维预先被树脂浸润， 制成半固化态材料， 过程中纤维和树脂含量 是可控的，采用手工积层，干法操作，易于施工，环境友好。成型制品表面精度 高，孔 隙率低，品质高，由于采用热压罐加压固化，层间结合紧密，机械强度 优。目前是应用最广泛的工艺， 是高端复合材料必备工艺， 其材料需要低温运输 和储存。工艺流程：根据铺层设计和工艺规范在模具上手工逐层干法铺贴；制袋密封，

4、 使其内部处于真空并产生负压，消除气泡；送入热压罐，在一定的温度、压力、 时间下固化成型。2、树脂传递模塑 (RTM)该 工艺是将纤维经预成型，预编织处理，纤维铺放可设计，制品受力合理。 预成型纤维体预先铺放在模具型腔内，合模后通过设备用压力将树脂注入模腔， 浸润纤维， 固化成型，闭模操作，不污染环境，采用多模，多工位机械注射模 式，生产效率高。需要树脂灌注设备及多套模具，适于中等至大批量生产方式， 制品双面光，尺寸 精度高，可做结构复杂零件及镶件。3、真空灌注 / 固化炉 (Infusion)在该工艺中，树脂在真空负压的作用下，被吸入型腔，浸润纤维，比手糊树 脂用量可减少 20%，可精确控制

5、制品的含胶量， 产品性能得到改善 , 如无气泡 , 孔 隙率降低，力学性能得到保证 , 厚度均匀 ,重量轻等。均匀施压, 产品性能一致， 加快积层速率 , 提高生产效率，特别适于制作底盘，顶板，门板，发罩等部件。 产品在封闭状态下成型 , 减少挥发物对人体的伤害，降低劳动量及劳动强度。手工制作的大概步骤：1翻模。将原装品拆下，绕开连接件，在漆面上打薄车蜡，用玻璃纤维覆盖， 以聚酯树脂刷匀， 第一层要格外的当心赶走所有气泡确保张贴紧密， 边缘的地方 要谨慎处 理成直角，否则无法脱模，然后进行多层覆盖，一般来说玻璃纤维布3层就够，玻璃短切纤维保证 3 毫米左右厚度。放在户外避阴处等待干燥。2修模。

6、36小时干燥后轻轻敲打揭开，用橡皮铲、橡皮锤谨慎分离。分离后对 模具内表面进行抛光，边角用树脂对缺陷进行修型。3制模。边角处理，用角磨机等设备将边缘内卷的部分谨慎磨成直角， 为了便于成品脱模。模具有较大气泡、缺陷的地方用补土找齐，抛光。要成品上开孔的 地方，用 手工制作成型的木模翻制树脂“ Dumm”y ，就是用木头渣和树脂混合而 成的东西另外制作一个模具， 粘贴在模具上。 要注意在这个步骤， 今后成品的连 接件结合 部位要制作出来。4制作。固定模具，模具内表面用脱模剂喷涂 3次，或用脱模蜡薄打。用碳纤 维布覆盖在模具内表面，然后快速用聚酯树脂刷均匀，并赶走 所有气泡，用橡皮滚子、金属滚子反复

7、压挤。 3小时后树脂层形成胶状后，覆盖 上碳纤维或玻璃纤维，继续刷树脂。厚度达到要求后，放在户外避阴处晒干。5脱模。脱模后，成品表面用抛光机 3次抛光，用切割装置将预开孔位置进行 手工开孔切割， 并对切口用 800号砂纸磨光。 将成品与原装品进行尺寸比对， 稍 有差异，模具和成品即告报废。6后期制作。将金属连接件、固定件、螺栓等零件结合到成品上，成功。1.人必须全程带口罩和眼镜，穿工作服。2.树脂不能用高温固化的环氧树脂，要用常温固化的聚酯树脂，此材料易燃， 但不需要高温固化设备。 环氧树脂的种类很多， 性能对模型的要求都够了， 但固 化剂须斟 酌，特性相差较大，另外要配上稀释剂用，不然粘稠度

8、太大，刷在碳 纤维上会带出很多毛刺， 甚至跟你的刷子和成团。 另外一次配树脂不要太多， 不 然树脂固化的过 程会产生大量的热，加速自身固化。3.脱模剂有毒，当心。4.碳纤维布一般最宽 1 米，制作大型材料时，注意接缝纹理。5.干燥不宜在太阳下直晒，否则固化后尺寸会有变化。6.滚压碳纤布必须从一端向另一端滚压， 不宜在一个部位反复滚压揉搓， 滚压中 让胶渗透纤维布，做到浸润饱满。碳纤维布需要搭接时，必须满足规范要求 100mm7.按设计规定尺寸剪裁碳纤布， 切记必须满足设计尺寸， 严禁斜切碳纤布， 并防 出现拉丝现象。8.多层粘贴时，应在碳纤维织物表面指触干燥后立即进行下一层的粘贴。 如超过 40分钟，则应等 1 2小时后，再行涂刷粘结剂粘贴下一层。制作实例： 图看碳纤维材料扰流器制作过程 （ 说简单点就是织布 ）第一，在模具上面刷质量上乘的进口胶衣（图以树脂纤维模具为例）第二，铺进口碳纤布。第三，薄刷进口优质树脂。第四.刷进口表面粘。第五铺进口纤维粘，并刷进口树脂粘紧。第六，等待晾干，并经过脱模，合模，最终成型车尾扰流器雏形。第七，细心剔除包围内的瑕疵。第八，精细打磨抛光。