碳纤维板作为碳纤维复合材料为常用的一种衍生品,在航空航天、工业制造、体育器材、、装备等多个领域大放异彩。碳纤维板是如何更好的应用于这些行业的?我们先来看看碳纤维板是如何分类的!
一、碳纤维编织板 碳纤维丝束变成板材的方式不同,划分的方式自然也不同,其中碳纤维编织板就一种。碳纤维编织板是由碳纤维布制成,通过不同的编织方式再次进行细分。 1、平纹组织:标准是1x1上下编织图案,由于纱线在平纹组织中交织更多,因此与斜纹组织相比,组织更稳定,处理更方便。 2、斜纹组织:通常以2x2或4x4的上/下编织图案提供,斜纹编织的颜值更高,更具有视觉冲击感,为大多数企业所选择。不过斜纹编织的应力点比平纹编织的应力点少,加工难度也更大一些。 3、缎纹组织:在缎纹编织中,纬纱在经过一根经纱之前先经过多条经纱,常见的线束缎纹编织有4线束缎纹,5线束缎纹和8线束缎纹。缎纹组织随着编织数量的增加,稳定性逐步下降。相比于平纹和斜纹组织,缎纹组织柔韧性更好。 4、蜂窝组织:在蜂窝组织中,碳纤维被编织成蜂窝状图案,可很好地用作大表面的覆盖物,并进行漂亮的装饰性修饰。不过蜂窝组织的整体稳定性分布不均匀,局部过大或过小的情况较多,因此使用较少。
碳纤维板切割的几种方法 1、机械切割法:这是基本也是的一种切割方法,包括砂轮切割机切割、机床刀具切割等。使用砂轮机切割时,砂轮的转速要求较高,否则会容易切出毛边,影响性能。而机床刀具切割时,需要配以合适的合金刀具,质地要硬,比如金刚石等,因为碳纤维板强度较大,对刀具的损耗较高,刀具磨损不及时更换,碳纤维板切割时毛刺会很多。 2、水切割法:水切割法使用高压力下形成的水刀进行切割,可分为有加沙和无加沙2种方式。使用水切割法切割碳纤维板,需要采用加沙的方式。水刀切割的碳纤维板不能太厚,适合于批量加工,板材较薄的情况使用,同时对操作人员的手法要求较高。 3、激光切割:激光切割法利用激光凝聚一点时的高温效果完成切割的操作。普通功率的激光切割机切割碳纤维板的效果较差,因此需要选择高功率的激光切割机,而且激光切割后,碳纤维板边缘会留有灼烧的痕迹,影响整体性能和美观度,因此不太建议用激光切割法。 4、超声切割:超声波切割法是技术迭代的新型技术,利用超声波能量对碳纤维板进行切割,是非常合适的一张方法。被切割出来的碳纤维板边缘干净、整齐,损伤也很小,同时还支持批量加工,缺点就是成本较高。 国内还是多采用机械切割法来实现碳纤维板的外形加工处理,机床+刀具的组合可以进行不同形状的定制加工,可控性加高,成本也更低。目前在碳纤维应用领域当中碳纤维板制品的使用频率和市场都是比较大的。众多领域都需要使用碳纤维板来加工成想要的产品。在目前制造领域碳纤维板由于其独特的材料优势渐渐的替代了原本的铝合金、塑料、钢等材料的平板,下面一起了解一下碳纤维板的性能优势。
碳纤维板密度很低,同体积的情况下要比钢结构的材料重量轻四分之三,强度却能高出四倍左右,重量轻、强度高是碳纤维板明显的优势,另外化学性质稳定,耐高温,耐腐蚀,生物相容性好,耐磨损等让碳纤维板有着广阔的应用方向。
碳纤维承载能力强,弯曲刚度大,特点是比较硬,碳纤维板比较坚固难摧毁,用在外部保护壳上非常合适。无人机骨架一般都采用碳纤板加工,主要是因为其强度和重量优势。
碳纤维本身是在极高温的环境下制备,以碳为基体的碳纤维板能够承受非常高的温度,稳定性高,多在耐高温部件上使用。树脂基碳纤维板的承受温度在四百度之内。
碳纤维板化学性能稳定,不会出现变质生锈的情况,耐酸碱、、耐盐雾,在海上使用有着很大的优势。另外碳纤维板无、不会挥发、生物相容性好,做假肢和护具也比较合适。
碳纤维板有个独特的性能优势便是X射线的透过性能好,这在检测设备上应用是非常合适的,能够有效降低辐射量、同时让呈像更清晰。
碳纤维拉伸强度高达3500Mpa,用单向布制作的碳纤维薄板在建筑加固上应用非常普及。
以上便是对碳纤维板的性能优势介绍,随着碳纤维材料行业的技术进步,未来将会有更多碳纤维板出现在我们的生活当中,让科技的发展为更多人服务。
碳纤维层压板是-种常用的结构件,它是由- -层层的碳纤维预浸料铺叠而成,具有强度高、密度小、耐腐蚀等性能。碳纤维板的铺层方式主要可分为两种, -种是单向铺层,另外-种是多向铺层。
单向铺层:单向层压板是由单向无编织的碳纤维预浸料沿着同一方向铺层、压制而成的,是基本的一种层压结构。单向层压板是一种正交各向异性的板材,在平面内存在两个垂直的对称面,与常规各向同性材料不同,碳纤维属于-种各向异性材料 ,碳纤维层压板在沿纤维方向的性能与垂直纤维方向的性能具有较大的差别。
多向铺层:多向层压板是有单向无编织碳纤维预浸料沿着方向角,且每个方向的铺层数相等的铺设方式叠合、压制而成。通常的铺层角度有0°、90°、 +45° ,中采用+45°所铺层而得的板材也称为正交层压板。考虑到结构不同的受力向,在实际应用中,多夠铺层要比单向铺层广泛。
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