【专业讲堂】简述碳纤维预浸料的热压罐工艺

传统高压釜一直是制造碳纤维预浸料复合材料的常用设备，并且在航空航天工业中得到了广泛的应用。Out Of Autoclave（OOA）非热压罐工艺作为一种替代工艺已经存在了一段时间，但其缺点是无法提供与热压罐工艺相同的固化质量。

高压釜可以保证碳纤维零件具有完美的表面质量，因为高压（最高达8bar）可以压缩零件并防止形成空气孔隙。由于热压罐工艺能够提供超轻量的碳纤维结构件，在零空隙的情况下提供极好的美学效果，许多公司尝试制造碳纤维预浸料零件，但没有高压釜装置，其原因在于这是一个非常昂贵的设备，价格甚至高达50万欧元。

在高压釜中固化的碳纤维部件

在航空航天工业中广泛应用的预浸料基本上都是使用碳纤维进行增强的，这些纤维以一定比例预先浸渍热固性树脂基体，从而赋予了它们独特的性能。碳纤维预浸复合材料在高压釜中固化的优点体现在：

• 即使产品曲率复杂，也易于成型；
• 零空隙；
• 可保持碳纤维织物的完美外观；
  
• 优异的抗疲劳性能；
• 层压板厚度可控；
• 整个过程比较干净；
• 该工艺可提供更好的质量和一致性。
  
  

预浸料手工成型

如果没有高压釜装置怎么办？有些公司尝试了一种变通方法，不使用6-8bar的压力固化预浸料零件，而是将零件放在1bar真空炉中。显然，如果只使用1bar的压力而不是6或8巴，就意味着它的压力就会降低6-8倍，这会使产品产生空隙，特别是如果产品有曲率并且不是简单的平面结构。

随后，这些生产商会用一些漆料来填充这些空隙，并根据需要涂上尽可能多的层来隐藏缺陷。但是这只会增加了重量，而且外观检查无法完全掩盖缺陷。当目标产品要求最高的碳纤维质量时，这是远远不理想的。重要的是，内部缺陷无法隐藏，不可避免地会导致强度较低的零件在高负荷/张力下容易开裂或受损。

因此对于一些专业的且具备大型热压罐的企业而言，都会推荐客户采用高压釜工艺而并非OOA工艺，因为最终产品质量有保证，尤其是对碳纤维质量要求较高的零部件，热压罐工艺始终是一种最好的选择。

碳纤维复合材料零件成型