碳纖維模壓制品常見問題及形成原因

碳纖維壓制工藝中涉及的因素眾多，容易造成制品的質量問題。為了保證制品質量、節約原材料、延長模具壽命，獻縣環宇復合材料制品廠的制造工藝科對模壓成型中容易出現的問題進行了歸納，并通過反復的實驗比較，分析出造成這些問題的原因所在。下文就對碳纖維模壓成型制品的常見弊病和影響因素做一簡單的總結。

碳纖維模壓制品的缺陷與相關影響因素：

樹脂集聚、局部缺料、變形、裂紋、氣泡、表面凹凸不平、光潔度差、邊角強度太低、局部強度顯著下降、黏模、局部纖維外露、脫模困難等都是碳纖維模壓成型過程中經常出現的問題，有時以單一形式出現，更多的是以多種缺陷共存的形式出現。

從模具設計到脫模成型，碳纖維制品模壓工藝中的每一個步驟都有可能對制品的質量產生直接的影響，將每一個步驟中的操作環節單獨羅列，發現對制品質量影響較大的有以下幾種：1.制品設計；2.模具設計；3.鋪料的量與均勻度；4.樹脂含量配比；5.溫度控制和加壓時間；6.脫模劑的使用。

制品缺陷與工藝因素的對應：

樹脂積聚和局部缺料是在鋪料等成型過程中就會產生的問題，造成樹脂積聚的主要原因是樹脂含量的比例過大，當料揮發分太大、物料結團或互溶性差時同樣也會引起樹脂積聚，即便上述因素不存在偏差，加壓過早往往也會造成樹脂積聚。相比而言，局部缺料的原因就顯而易見了，加料不足、加壓過遲以及料流動性差是造成局部缺料的主要因素。除了加壓時間需要多次的經驗積累，其余的因素都可以在鋪料的過程中不斷調整，從而較大限度地減少這類缺陷的產生。

變形、裂紋、氣泡、表面凹凸不平、光潔度差是較常見的碳纖維制品表面缺陷。其中變形和裂紋往往是和模壓成型的起始工作及脫模操作有關。首先要看制品本身的結構設計及模具的設計是否合理，如果這兩方面不夠合理，就很容易造成模壓的成品在脫模后出現斷裂或翹曲等現象。其次，需要特別留心升溫的速度和脫模時對溫度的控制，升溫過快就會使制品固化不均引起內部應力，壓制保溫結束后，要在保壓下逐漸降溫，脫模操作要盡量的謹慎小心，防止對制品及模具造成損壞。而氣泡、表面凹凸不平、光潔度差均和料揮發物含量有關，除了料揮發物過高外，放氣不夠也會產生氣泡，與此同時，因脫模劑使用過量或者成型時溫度過低對制品表面質量所造成的影響也應得到重視。

在強度方面，碳纖維制品的缺陷表現為邊角強度過低或局部強度顯著下降。如果制品本身的結構設計不合理，如角根曲率半徑過小，成品在邊角處的強度必然會受到影響。如果鋪料時未能準確計算制品所需用料量，造成用料富余，就會在邊角等局部位置造成鋪料疊加現象，一旦有了料結團，制品的整體強度就存在不均勻性。如果加壓過早，樹脂本身反應程度較低，分子量較小黏度低，在壓力下極易流失，在制品中產生樹脂集聚或局部纖維裸露的幾率就會比較大，進而影響到整個制品強度。

在選擇模壓工藝之初就應充分考慮到脫模的實際操作性，要保證制品本身的設計存在一定的斜度，模具設計要有一定的錐度，配合不能過緊，這樣才能便于脫模。其次，脫模劑的使用不宜過多，但涂覆必須均勻，否則不僅會影響制品表面的光潔度，也會對脫模造成阻礙。當然，較為重要的還是合適的用料量、溫度和壓力，合適的溫度才能保證充分的固化，合適的用料量和壓力控制才能確保成品尺寸和強度的標準化，這些也同時決定了成品較終能否順利脫模。

總之，碳纖維模壓制品涉及的工藝要素很多，獻縣環宇復合材料制品廠強調不同規格、形狀和用途的制品在不同工藝環節的參數是不同的，因此，決定碳纖維模壓制品質量較終靠的還是豐富的制造經驗，只有在相當數量和品類的生產基礎上，才能形成較佳的工藝生產標準。