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日本三菱碳纤维及其复合材料——碳纤维锻造模塑料

2021-04-28 16:133740
日本三菱化学控股集团是目前少数的既拥有PAN基碳纤维又拥有沥青基碳纤维的生产企业之一,三菱在碳纤维产品生产链中涵盖了原料到终产品。本公众号在前期文章中分别针对三菱化学公司沥青碳纤维Dialead特性(阅读原文)、三菱人造丝PAN基碳纤维特性(阅读原文)进行了介绍。
  为了更加深入了解日本三菱碳纤维及其复合材料、中间材料等特点及应用,在前文概括介绍了三菱公司的碳纤维产品基础上,本文主要介绍公司锻造模塑料的概念、成型加工、优点及典型应用。
  1
  碳纤维锻造模塑料及其加工
  碳纤维锻造模塑料(Carbon Fiber Forged Molding Compound,CF-FMC)主要由工业级碳纤维的短切材料(通常为25mm长)以及树脂材料两者进行混合形成的混合物。
 
  日本三菱化学公司通过对碳纤维质量含量和树脂体系(环氧树脂、乙烯基酯和酚醛树脂)的优化组合,可以为不同领域的应用提供具有高机械性能的材料体系。
  CF-FMC的典型加工工艺示意图如下图1所示。
 
  2
  碳纤维锻造模塑料优点及典型性能
  碳纤维锻造模塑料CF-FMC主要的优异特性体现在以下几个方面(图2):
  周期短,是批量自动化生产的理想选择
  复杂几何形状的设计
  功能集成(插入物,肋等)
  高机械性能
  与橡胶等多种材料或与碳纤维预浸料/ Towpreg中间体结合,进行一次性混合成型
  全新时尚的碳素外观
 
  对于高负载的CF-FMC结构复合材料零件,日本三菱化学可以提供如下服务:
  用于静态分析的材料定义数据库
  用于故障分析的物料卡
  金属模具设计
  CF-FMC零件的复合设计
 
  3
  碳纤维锻造模塑料零部件的成型加工
  碳纤维锻造模塑料CF-FMC复合材料可在一定的压力和温度下,通过模制加工成复杂的CFRP零件,一些多样化应用包括肋、金属嵌件和混合模制以及预浸料等。CF-FMC零部件加工成型过程如下图4所示:
 
  成型加工过程的主要实验条件包括:
  成型温度:130°C–150°C |模具覆盖率>85%|低流动成型
  成型压力:5–10 MPa
  固化时间:145°C温度下固化2–5分钟,1分钟/mm。
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