Shellback Canvas LLC 希望为其帆布遮阳篷开发一种具有成本效益的预浸料杆替代品。 由此产生的 Blacksticks 包含采用独特工艺的压缩成型碳纤维编织物和环氧树脂。
图源：Shellback Canvas LLC
Shellback Canvas LLC（美国佛罗里达州帕尔梅托）的所有者 Nanette Hultgren 从事船舶制造业务已有 33 年，开发和制造例如渔船帆布遮阳篷一类的产品，以及最近的遮阳篷支撑杆。她说，这一行业多年来面临的一个挑战是，即使是目前市场上最先进的铝和PVC支撑杆，也不够坚固，无法承受船上的大风。不锈钢杆虽然坚固，但又重又硬，不易存放。碳纤维是选项之一，并显示出满足刚度和轻质要求的潜力，但Hultgren说，这些预浸料织物的价格高得让人望而却步。
大约 10 年前，Hultgren 决定尝试开发她自己的碳纤维复合材料杆，用于帆布遮阳篷。目标是开发一种经济高效的解决方案，以满足她的两件式遮阳篷杆的具体要求。
经过一些市场搜索和反复试验，Hultgren 决定尝试使用 A&P Technology（美国俄亥俄州辛辛那提）的编织碳纤维套管注入环氧树脂。为了达到所需的厚度和刚度，两个编织套管形成内层和外层，中间有一个单向 (UD) 碳纤维套管层。首先，她尝试了湿法手糊，但三层材料层的组合太厚，树脂无法正确注入。接下来，她寻求复合材料专业人士的帮助，他开发了一种由玻璃纤维制成的两部分模具，用于真空注入零件。然而，柱形杆的形状被证明对于注入来说过于复杂，Hultgren 意识到需要某种压力才能将树脂正确注入编织层。
最终，Hultgren 设计了一个由两部分组成的铝制模具，带有压力夹。她的工艺使用获得专利的薄壁塑料管作为左心轴，并带有可拆卸的支撑管以保持形状。还设计了一个获得专利的脱模衬里，以防止液体环氧树脂直接接触模具，并在施加压力之前帮助将环氧树脂吸引到管上。
为了最终产品的形成，制造了两个杆，然后通过获得专利的碳纤维复合材料插座连接，形成便于存放的故障点。
在最终的专利工艺中，将脱模衬垫插入模具，然后是编织套管和心轴。将液态环氧树脂倒入模具中，确保覆盖整个杆。然后添加压力和热量。
支撑杆成品表现出其所需的重量轻、耐用性和柔韧性。在过去的四年中，Shellback Canvas LLC 以 Blackstick 的形式销售和营销，销售用于杆架遮光罩和船用火箭发射器遮光罩的碳纤维插座支撑杆。
Hultgren 指出，现在市场上有多种碳纤维预浸料杆可供选择。“对于复合材料的新手来说，预浸料更容易采购和制造，但在这种应用中，编织物的性能优于预浸料棒，”她说。“它们更坚韧、更灵活，没有分层。”
Hultgren 说，Shellback Canvas LLC 现在只生产 Blacksticks，以满足对该产品不断增长的需求。最终，她说她可以看到她的工艺和衬里被用于石油和天然气或其他市场的其他圆柱形零件应用。“就杆材和管材而言，预浸料和纤维缠绕是最先进的技术，它们各有优势。但我认为编织技术有很多尚未被发现的潜力。”
编译：赛奥碳纤维
来源：CompositesWorld
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