㈠ 碳纤维管加工与应用研究
摘要:本文对碳纤维管材的性能、加工方法和应用进行了全面的介绍,说明碳纤维管材在民用和军用领域的重要意义,有助于相关行业对本类产品做进一步的了解,推进碳纤维管材在更大范围内得到应用。
关键词:碳纤维管材 制作方法 应用
1.概述
碳纤维管又称碳素纤维管,也称碳管、碳纤管,这种材料是用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤缠绕做成的,碳纤维具有高强度、低密度、寿命长等特性,简单的说,比铝轻,比钢硬,是良好的民用、军用材料。近年来,我国在碳纤维方面的研究和利用也在突飞猛进地发展,碳纤维管作为应用最早、最广泛的碳纤维制品已被许多行业所接受,这些行业在积极主动使用碳纤维管作为原有金属制品的替代品,以期获得产品质量的提升。本文就针对碳纤维管的优势、加工方法及应用做一个综合性的论述。
2.碳纤维管材的优点
2.1重量轻、强度高。
碳纤维管材密度小、重量轻,其比重仅是钢材的四分之一,但是其抗拉强度很高,可达到3000MPa以上,是钢材的6-12倍,是塑料制品的几十倍。碳纤维管材轻质高强的特性,使其在运输和施工安装都具有显著的优势。
2.2耐腐蚀、抗老化,使用寿命长。
碳纤维材料能耐酸、碱、盐、部分有机溶剂及其它腐蚀性侵蚀,在防腐蚀领域有其它金属无法比拟的优越性,除此之外,其还有较好的耐水性和抗老化性,因此无论在腐蚀性的环境、恶劣的气候还是潮湿的环境中,碳纤维管材的使用寿命都可达到25年以上。
2.3表面光滑美观,可设计性强。
碳纤维管材是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤(缠挠)而成。在制作过程中,可以通过不同的模具生产出各种型材,如:不同规格的碳纤维圆管,不同规格的方管,不同规格的片材,以及其它不规则异型材,具有一定的设计性。经过打磨喷漆,其表面显得光滑美观,在制作过程中也可以包3K进行表面包装美化。
3.碳纤维管材的规格
碳纤维管材的型号规格多样,按成型工艺不同可以分为拉挤管和缠绕管;按纹路不同可以分为平纹、斜纹和纯黑;按表面处理不同可分为亮光、哑光;按形状不同可以分方管、圆管和异形管,其中异型管包括椭圆管、工字管、半圆型管等。一般的碳纤维管材的直径有10mm-800mm,长度最长可达10m。拉挤空心管1-25mm,壁厚0.5-5mm,拉挤实心管(棒)直径0.5-30mm,编制空心管直径1.0-70mm,壁厚0.5-5mm。
4.碳纤维管材的制作方法
4.1内芯模具的制作。
内芯模具要根据客户对管材规格的要求进行制作,因为纤维缠绕时受到压紧力,要求其集合形状基本保持不变,因而在芯模原材料的选择上,最好选择具有良好刚性的金属材料,如钢和硬铝,钢的密度比硬铝大,其硬度也比硬铝大,但钢的热膨胀系数不及硬铝。而高性能碳管制品是在高温下进行固化的,如果采用硬铝芯模,可通过硬铝热膨胀产生的固化内压,提高碳管的密度和力学性能。所以在高性能碳管的缠绕工艺中,芯模宜选用金属材料,而硬铝则是首选材料。
芯模的封头设计尽量使用扁椭球式,这种形状可以保持筒身部分缠绕均匀,无堆积现象,防止出现“滑移“和“架空“现象。芯模的筒身部分可以制成等直径,但是如果制品长度很长,同时考虑到机床的加工精度以及脱模等条件的限制,等直径的筒身部分在应用中也许会存在困难,但是如果采取带锥度的芯模就可以解决这个问题,实验证明,1:1500-3500的锥度加工芯模筒身比较适宜。对较长的制品,制作芯模时可考虑分段对接芯模,以确保制品尺寸稳定。
通常在缠绕之前要在芯膜表面涂刷脱模剂,以便于之后的脱模,但是对于高性能碳管,有机类脱模剂在固化过程中易渗入树脂中,造成制品缺陷,影响制品性能。如果在芯模表面涂覆一层含氟的脱模剂,就可以消除这种缺陷。
4.2根据规格要求,设计纤维层叠方式。
首先确定要做的板材厚度,按照厚度算出需要的层数,然后按照0°、45°、90°、-45°的顺序叠层,然后模压成型。
4.3将纤维层卷到内芯模具, opp卷制包裹。
4.3.1碳纤维管的加工成型方法主要涉及以下三种:缠绕成型法,将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上,特别适用于制作圆柱体和空心器皿;挤拉成型法,先将碳纤维完全浸润,通过挤拉除去树脂和空气,然后在炉子里固化成型,这种方法简单,适用于制备棒状、管状零件等;真空袋热压法,在模具上叠层,并覆上耐热薄膜,利用柔软的口袋向叠层施加压力,并在热压罐中固化。
4.3.2在碳纤维管的实际加工过程中,最基本的加工成型方法是缠绕法,这种方法易于实现机械化、自动化,比起其他方法,具有劳动条件好、劳动强度低、产品质量稳定、生产成本低等特点,所以应用十分广泛。具体方式又称为湿法缠绕,即将浸胶后的碳纤维集束,在一定张力控制下直接缠绕在芯膜上的工艺方法。其原理是采用卷管机上的热辊使预浸料软化,熔化预浸料上面的树脂胶粘剂。在一定张力下,在辊的旋转操作过程中,利用辊和心轴之间的摩擦,将预浸料连续卷到管芯上,直至所要求的厚度,然后通过冷辊冷却定型。根据成型工艺中预浸料的上料方法,可分为手动上料法和连续机械方法。缠绕线型的方法是保证碳纤维缠绕产品质量的重要前提,管道的使用情况不同,缠绕线型也不同,具体线型有环向缠绕、纵向平面缠绕和螺旋缠绕三种。
4.3.3缠绕成型法的基本操作过程是:首先,清理辊筒,然后热辊加热到设定温度,调整预浸料张力。在辊筒上不施加压力,将引布先在涂有脱模剂的管芯上包绕一圈,然后放下压辊,将引头布在热辊,同时将预浸料拉出来,贴在加热部分头布,与引头布相搭接。引头布的长度约为800-1200mm,视管径而定,引头布与胶布的搭接长度,一般为150-250mm。
在卷制厚壁管时,在正常运行时,将芯模的旋转速度适当加快,靠近壁厚度设计放慢速度,以达到设计厚度,切断胶布。然后在保持压辊压力的情况下,继续使芯模旋转1-2圈。最后提升压辊,测量管坯外径,合格后,从卷管机上取出,送入固化炉中固化成型。
4.4烘烤硬化,去OPP,脱芯。
将定型好的卷料从卷绕机取出,在固化炉中固化。管材固化后,去除芯模型,即可以得到复合材料缠绕管材,这个过程也叫固化脱模。在脱模过程中,车加工或钳工去除封头,再脱下制品,这有可能损及芯模表面,影响芯模的反复使用,可以利用耐高温胶粘剂补平或者焊接再磨削到位。
4.5 两端切去不光滑平整的部分,经过多道工序进行打磨、抛光。
初步完成的碳纤维管还需要进一步加工,首先根据成品的规格,将半成品的两端多余部分去除,形成统一整齐的切面,然后经过专业打磨机和人工手工打磨、抛光,才能形成光滑而有光泽的表面。
5.碳纤维管的连接方法:
碳纤维管的连接方式有以下几种:
最常用的是用环氧树脂来连接,连接成功后如果管子里面一般会有残留的树脂,可以用丙酮清洗干净。
其次,利用碳纤维管自身的结构来连接也比较常见。用碳钛复合接头在碳纤维管成型的过程中进行复合连接,不过,在连接的时候必须要考虑好受力的方式和连接件的结构。
另外,还可以用钻孔连接,只不过碳纤维管的强度大,硬度高,钻孔很不容易,不小心就会导致管子裂开,所以对操作水平有较高的要求。
碳纤维管也可以用粘胶的方式连接,相对比较简单,要是使用机械方式就很困难,因为碳纤维产品本身的强度和硬度,很难找到比它性能好的加工工具,即便有也非常昂贵,而且磨损比较快。
6.碳纤维管的应用
碳纤维管材的应用范围非常广泛,其轻而强的力学特性和耐疲劳性,使其适用于航空、航天、建筑、机械设备、军工、体育休闲等结构材料;其耐腐蚀、耐热、垂直度好(±0.2mm)、机械强度高的特性,使产品适用于线路板印刷设备的传动轴及医疗器械等;其强度高、抗老化,防紫外线、机械性能好的特性,适用于帐蓬、建筑建材、蚊帐、球袋、箱包、窗帘、广告展架、雨伞、风帆、健身器材、箭杆、球杆、高尔夫练习网、旗杆开关插销、水上运动器具等。碳纤维套管的保护线材、阻燃、增加线材强度等特性,近年来也颇受智能化领域的青睐。
7.碳纤维管的选择
用于碳纤维管生产方面的碳纤维含量多少,直接决定其力学性能表现和价值。在选择碳纤维管的时候,除了要关注碳纤维管中的碳纤维含量,也要重视用于生产碳纤维管的复合材料成分,不同的添加成分对产品的性能有不同的影响。但是最关键的一点,因为碳纤维复合材料属于高新材料,整个行业特别是民用这一领域起步比国外要落后二三十年,国内无论是碳纤维生产商还是加工制造厂家都数量有限,随着这个行业的兴起,很多小作坊式的加工商也跻身行列,造成了技术水平层次不齐,产品质量缺乏保证等问题。因而,在碳纤维管材的选择和订制方面,本文综合行业调查数据,罗列出该类型产品有一定影响力和品牌信誉的生产厂家,以供咨鉴。
7.1无锡威盛新材料科技有限公司(简称:威盛新材),是一家研发、制造碳纤维零部件的专业制造商,该公司拥有4000多平方的生产车间,配备大型热压机、热压罐、液压成型台、CNC高速铣床等多种设备,采用台湾及日本等国际一流品牌原材料,产品通过美国UL、SGS以及ISO9001:2008等相关认证,产品常年出口欧美等国家。
7.2略
7.3略
8.碳纤维管的使用注意事项
碳纤维管虽然具有质轻、坚实、抗拉、强度高等突出优势,但是在具体应用中也有一定的局限性,首先其制作依靠模具成型,难于更改尺寸,因而无法适应多尺寸多款式的订单,现在的加工厂家还是依靠大批量订做式订单。在使用中,很多消费者发现碳纤维产品放置在阳光下会逐渐变白,因此碳纤维管材最好不要放置在阳光下,尽量贮藏在避光处。除此之外,因为碳纤维管具有一定的导电性能,因此使用时必须特别注意防电,禁止使用在需要绝缘的设备上。
9.结语
碳纤维管材凭借其优良的性能在多个行业拥有广泛的应用前景,但是这种优良性能依靠的是有可靠保证的的原材料以及精湛的加工工艺,不是所有贴上“碳纤维”三个字的产品都能带来所期望的质量。所有正在或者准备使用碳纤维管材的厂家都需要具备相关的基础知识,才能对碳纤维管材进行有效甄别,为自身的产品带来质的飞跃。
参考文献
【1】《高性能碳纤维管缠绕芯模设计应用的几点体会》,王建华、居建国、甄华生,《全国复合材料学术会议》,1998年。
【2】《碳纤维复合材料数控加工研究》,龚清洪、林勇、夏雪梅、楚王伟,《机械设计与制造》,2008.12。
【3】《碳纤维复合材料的孔加工》,张万军、刘永奇、钱秀松,《纤维复合材料》,2005.3
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6、有底盘的四根内管拉出,到达一定的高度就会自动扣上,这样一个蓬子就安装完毕了。
㈢ 户外广告制作材料
户外广告(outdoor advertising), 泛指基于广告或宣传目的,而设置的户外广告物,常出现在交通流量较高的地区。常见的户外广告如: 企业LED户外广告灯箱、高速路上的路边广告牌.霓虹灯广告牌、LED看板及安装在窗户上的多功能画蓬等,现在甚至有升空气球、飞艇等先进的户外广告形式。
按建筑物分
射灯广告牌
在广告牌四周装有射灯或其他照明装备的广告牌,称为射灯广告牌。其特点是美观,晚上照明效果极佳,并能清晰看到广告信息。
霓虹灯广告牌
由霓虹管弯曲成文字或图案,配上不同颜色的霓虹管制成,散发出缤纷的色彩。更可配合电子控制的闪动形式增加动感,夜间效果视觉冲击力强.
单立柱广告牌
广告牌置于特设的支撑柱上,以立柱式T型或P型为多,广告装置设立于高速公路、主要交通干道等地方,面向密集的车流和人流。普通使用的尺寸为6米高X 18米阔,主要以射灯作照明装备。
大型灯箱
置于建筑物外墙、楼顶或裙楼等广告位置,白天是彩色广告牌,晚上亮灯则成为"内打灯"的灯箱广告。灯箱广告照明效果较佳,但维修却比射灯广告牌困难,且所用灯管较易耗损。
按地点分
码头广告
在码头范围内设置各种广告牌,如站内大牌、站外大牌、廊桥灯布广告灯。
候车亭广告牌
设置于公共汽车候车亭的户外媒体。以灯箱为主要表现形式。在这类媒体上安排的广告以大众消费品为主。可以单独或网络式购买多个站亭广告位以达到较宽覆盖率甚至覆盖多个城市。
地铁广告
在地铁范围内设置的各种广告统称地铁广告。其形式有十二封灯箱、四封通道海报、特殊位灯箱、扶梯、车厢内海报等。其特点是人流集中、受注目程度高,能够增加产品的认知度。可以单独或网络式购买。
公交车广告
公交车属于移动媒体,表现形式为全车身彩绘及车身两侧横幅挂板等,其特点是接触面广,覆盖率高,可应目标受众对象来选择路线或地区。可以单独或网络购买形式发布。
机场广告
设置在机场周围和机场内部的广告牌。一般针对层次及收入较高的受众,如公干及出外旅游人士。
火车站广告
设置在火车站范围内的广告形式,以来往各地旅客为主要目标对象,特点是人流量高及可覆盖邻近区域。
场地广告
场地广告可说是电视时代的产物,主要设置于体育场馆内比赛场地周围,以及大型集会活动场地。场地广告实际是通过现场观众和电视转播两种途径传递信息,随着电视直播大型节目日益受注目,场地广告效益已大为提高。
充气物造型广告
充气物造型广告多用于产品的促销及宣传。可分为长期型和临时型,在展览场地、大型集会、公关活动、体育活动等户外场所都可运用。由于造型物一般都较实物庞大,设计独特,颜色炫耀,对受众都具有一种强烈的感召力。
路标广告
公共设施(如地铁站)或商店位置的标牌,可同时预留位置作广告推广
按道路分
人行道广告牌
设立在人行道两旁的广告牌,可以使经过的行人清楚的看到广告信息。
电话亭
电话亭一般设于人流密集区或公共场所,路人接触的机率很高,但需经常保养及保持清洁,以保证广告效果。不同地区的电话亭,广告形式及尺寸亦各有不同。
阅报栏
在阅报栏开辟广告位置,我们称之为阅报栏广告。具有与行人道广告同等的性质,也可称之为"行人道阅报栏广告"。
悬挂广告
设置于饭店门前、公路两侧电线杆上,制作成灯箱广告、路旗等广告形式。这种广告形式具有制作方便、直接、信息传播广等优点,但是广告面积较小。将旗帜悬挂于街道两旁的灯柱上,又称为路旗广告,亦属于悬挂广告的一种。通常广告主在举办大型活动或是一个促销周期时,往往运用路旗广告营造热烈的气氛及扩大企业标识和活动主题的曝光率。
其他单一媒体
墙面
在建筑物外墙上发布的户外广告,利用墙面张贴大型海报、招贴字画、装饰旗等。主要是宣传产品、推广企业形象。
三面翻
是户外广告装置中较昂贵的一种。这种装置带有三面棱柱,广告画面内容使用喷绘、电脑写真或户外彩色即时贴等材质。适用于户内及户外环境,当这些棱柱转动时,可组成三副不同的广告画面。
无照明广告牌
广告牌上没有设置任何照明设备的广告牌称之为无照明广告牌。此类广告属于早期的广告媒体形式,随着户外媒体形式的不断发展和更新,将逐渐被淘汰。
电子屏(包含所有电子类户外广告媒体)
是户外广告比较新颖的表现形式,常见于现代都市。用电脑控制,将广告图文或电视广告片输入程序,轮番地在画面上显示色彩纷呈的图形与文字,能在较短的时间里展示多个不同厂家、不同牌号的商品,具有动感、多变、新颖别致、反复播放等特点,能引起受众的极大兴趣。
电梯广告
居民区内电梯电内挂示各种风格的标牌式或LED屏的宣传图文。
㈣ 有哪些家居好物,让你的生活充满小幸福
家居好物的确能够让我的生活很浪漫很温馨。
不得不说我是一个热爱生活的人,所以会经常添置一些小物品或者家用电器来充实我的生活。下面我来说一下我都拥有哪些家居好物,也希望能给大家一些借鉴。
先从布置房间的东东说起吧
暖色系壁纸
家里如果想要很温馨就一定要让屋子有种暖暖的感觉,我推荐暖色系壁纸比如粉色、黄色。尽量不要选择深色系,因为会让房间变得死气沉沉,而且在风水上也不是很好。铺满壁纸房间马上高大尚,有种国外田园风的感觉。
其实幸福都是在于自己的用心,只要每一件事都是在认真的对待,那么生活就会变得很快乐。希望我的快乐能够传递给你。
㈤ 圣罗兰属于什么档次
圣罗兰是法国的一个奢侈品牌,涉及的方面其实非常多,包括化妆品、时装、香水和箱包等,但是目前只入手过圣罗兰的化妆品,下面就给大家谈一下使用感受,一起来看看吧~
圣罗兰黑管唇釉
圣罗兰的唇釉是非常出名的啦,我入手的是圣罗兰的黑管唇釉411,这个颜色真的超级超级好看了!入这个颜色完全是个意外,有一次和朋友吃完火锅,她掏出唇釉补妆,补完之后我看她,一下子就被嘴巴上的唇釉吸引了,所以直接扯着她直奔专柜入手了,颜色是真的好看啊!夸完了,下面要说一下不足了!因为这款黑管唇釉上嘴之后是玻璃唇质地,所以会有一点黏黏的感觉,而且会有点染唇,卸妆的时候最好使用专门的眼唇卸妆比较好~
㈥ 广告帐篷布料主要作用是什么
一般来说,涤纶薄而轻,强度高,弹性好,耐磨耐腐蚀,适合于登山和徒步野营者选用。牛津布厚,但比较重,适合制作驾车野营或小团体使用的大型帐篷。从防水涂层的看,PVC(聚氯乙烯) 防水虽好,但冬天会发硬、变脆,容易产生折痕或断裂;PU (聚氨酯)涂层不仅能克服 PVC 的缺陷,防水效果也很不错。涂银材质,可以防紫外线,主要用于休闲沙滩帐篷、遮阳帐篷、广告帐篷等。现在有些超轻帐比较流行。与以往的尼龙和涤纶面料涂PU层来防水的原理不同,它用的是涂硅(硅树脂)技术,在重量上要轻出许多,但价格也会贵出不少。
㈦ 板式围墙是采用什么做挡面好呢
板式围墙采用彩钢板做挡面,背后用金属方管或角钢做围挡骨架,用金属方管制成定型三角架支撑,再用镀锌角铁或者膨胀螺丝固定三角架。该产品稳定性好,抗风雨、防倾倒能力强,美观整齐、不变形,便于安装、拆除、运输,能重复使用,且成本低。尤其适用于修路、建桥等线型工地以及基础较深的土建工地。对于行人车辆、人员财产安全起到保护作用,对于防尘降噪、美化长沙围档城市发挥积极作用。景观围墙:景观围墙上部分用绿色塑料草绑扎在铁丝网上饰面,下部分用彩钢板做挡面,四周及中间用方钢管做骨架,两腿植入定型砼方块10CM深,背面再用方管斜支撑加固、稳定。景观围挡除了具有板式围挡特点以外,突出"景观"特点,尤其适应城市施工。