碳纖維板復合材料是如何成型的?液體成型工藝有哪些步驟?今天我們一起了解看看以下內容。

碳纖維片材

液體成型技術是一種高性能低成本制造技術，是當前先進復合材料低成本化技術的主要發展方向。國外對于液體成型類工藝的研究開發已經往多樣化、靈活性、可控性發展，大型復雜構件的成型技術已日趨成熟，而國內研究尚處于起步階段，趕超國外先進水平迫在眉睫，對滲透率進行深入研究是其中的一個非常重要的環節。

纖維預成型體的滲透率是構件成型過程中控制滲流方式和進行充模模擬的關鍵參數，屬于液體成型工藝基礎性課題研究。通過研究滲透率與工藝參數的相互聯系，解決液體成型技術因浸透不良、充模不滿，造成廢品率高的缺點，為液體成型流程設計和工藝生產提供依據。

一、碳纖維復合材料液體成型工藝

液體成型工藝成型過程復雜，樹脂在壓力作用下充滿模腔，浸透纖維織物，纖維織物可看成多孔介質。滲透率是用來表征樹脂流過多孔介質纖維織物的難易程度的物理量，是描述充模過程中增強材料滲透性能經常用到的重要參數。精確描述樹脂在增強材料中的滲透特性，對優化模具設計、縮短產品制造周期、保證產品質量至關重要;此外，它也是液體成型工藝計算機模擬所必需的重要參數。

1、纖維增強材料的滲透率測量通常以Darcy 定律作為理論基礎，由于典型的液體成型制品為薄殼體，充模過程主要取決于平面滲透率，常用的面內滲透率測量方法有單向飽和流動法和徑向非飽和流動法。成型厚度較大并且形狀復雜的產品時需要測量預成型體的橫向滲透率甚至三維滲透率。

2、增強材料的滲透率取決于纖維織物內的微觀流道形狀和分布。具體的滲透率與很多因素有關，主要包括纖維體積含量的影響、預成型體結構影響、充模壓力和樹脂注射速度的影響、液體流動狀態的影響、宏觀流動和微觀流動的影響、纖維復合鋪層方式的影響、邊緣流動效應、剪切角以及模具形狀的影響等等。

3、橫向滲透率表明增強材料橫向滲透率隨纖維體積含量V升高而下降，增強材料纖維排列越規整，對滲透率的提高貢獻越大。注射壓力對測量結果影響不大，只造成少許波動。對纖維織物進行剪切處理使織物橫向滲透率下降。疊合鋪層橫向滲透率介于兩種單一增強材料之間，總滲透率主要取決于滲透率較小的增強材料。

4、模具拐角的存在降低了增強材料的局部滲透率，拐角半徑越小，彎曲部分的纖維織物受壓縮越厲害，滲透率值越小。對于重力使樹脂往低處聚集，模具設計以及注射口和排氣口的位置都會改變充模時壓力場的分布，若不注意，也很容易引起產品產生缺陷。

近年來液體成型工藝在航空航天、汽車工業、機械制造、船舶、建筑等領域的應用不斷增加，進一步降低液體成型工藝的成本、增強可控制性，成為液體成型工藝發展的重要方向，應用計算機對液體成型工藝過程進行模擬是解決這一問題的有效途徑。

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