小姐姐有話說:
碳纖維增強熱塑性複合材料最早應用于航天航空領域,随着制造技術的不斷發展和市場需求的不斷擴大,碳纖維增強熱塑性複合材料的應用在汽車、醫療等多個民用領域得到了拓展。
今天就和你聊聊:
碳纖維增強熱塑性複合材料在制造業領域的應用案例。
01 碳纖維增強熱塑性複合材料筆記本電腦
碳纖維增強熱塑性複合材料筆記本電腦
針對熱固性碳纖維複合闆材的缺陷,以PMMA、ABS等熱塑性塑料為基體, 采用連續性碳纖維增強的熱塑性複合闆應運而生 。
連續碳纖維增強熱塑性複合闆的優勢在于其可以熱壓成型,表面易于粘結, 采用模内鑲嵌注射成型工藝就可以方便地将内部結構件制作成型。碳纖維增強熱塑性複合材料筆記本電腦外殼以PMMA為基體,基體強度高,與碳纖維融合性好,整體性都能得到了提高。
采用碳纖維增強熱塑性複合材料制作而成的筆記本電腦外殼相對于傳統的碳纖維熱固性複合材料具有這樣幾方面優勢:
首先,同等強度下熱塑性連續碳纖維複合材料筆記本電腦外殼厚度要比熱固性碳纖維複合材料的筆記本電腦外殼厚度減薄10%, 重量減少10%;
其次,碳纖維增強熱塑性複合材料制作而成的外殼在延展性能上表現更好,更具韌性,不易損壞;再者,碳纖維增強熱塑性複合闆材的制備産能更高,通過低壓加熱就可以快速、高效地成型,能實現量産;另外,熱塑性産品可回收利用的特性也為最終産品的環保性加分。
02 碳纖維增強熱塑性複合材料汽車底盤
碳纖維增強熱塑性複合材料汽車底盤
由日本新能源産業技術綜合研發機構(NEDO)與名古屋大學國立複合材料研究中心共同研發的碳纖維增強熱塑性複合材料汽車底盤,采用“LFT-D工藝”,即全自動長纖維增強熱塑性複合材料直接在線成型法。
該工藝免去了熱壓罐法所需的中間步驟,使熱塑性樹脂及碳纖維的供給到最終産品之間實現了連續自動化生産,在短時間内快速成型。并充分利用熱塑性CFRP的可焊接優勢,通過加熱熔融連接的方式,形成了全部由熱塑性CFRP構成的汽車底盤。
長碳纖維增強熱塑性複合材料不僅密度低(1.1-1.4g/cm3),而且具有很好的力學性能,其拉伸強度、彈性模量、沖擊韌性、耐熱性和耐蠕變性能均明顯優于短纖維增強的熱塑性塑料,特别是其抗沖擊性能較高,适用于汽車的結構件和半結構件,
如:前、後吸能保險杠,前端模塊骨架,儀表台骨架,前、後座椅骨架,車門模塊骨架,備胎倉,電池箱以及車身底部護闆和隔聲罩等。近年來,還有些汽車的後舉門内結構闆和踏步闆都選用該材料,可以說,碳纖維增強熱塑性複合材料在汽車行業中得到了創新性的應用。
03 碳纖維增強熱塑性複合材料骨外科醫療器械
碳纖維增強熱塑性複合材料骨外科醫療器械
骨外固定器、瞄準器支架等高端醫療器械采用碳纖維增強熱塑性複合材料主要是看重其耐高溫、抗濕、強度大、重量輕和不易變形等性能特征。無錫智上新材料科技有限公司以食品級peek(聚醚醚酮)作為基體材料,采用連續性碳纖維作為增強體,打破了國内以短切或者粉末碳纖維增強聚醚醚酮的傳統方式,提升了産品的性能穩定性。
peek樹脂本身無毒、質量輕、耐腐蝕,是與人體骨骼最接近的材料之一,能很好地與肌體相容,所以常常被用來代替金屬制造人體骨骼。采用連續性碳纖維增強後的peek複合材料彌補了樹脂本身在韌性和耐沖擊強度方面的缺陷。
用碳纖維增強peek複合材料制成的醫療器械在熱水、蒸汽、溶劑和化學試劑等條件下表現出較高的機械強度和水解穩定性,适用于高溫蒸汽消毒等特殊工作環境。從應用成本角度考慮,無錫智上新材還通過自己研發的制造技術,有效降低了工藝成本,使該材料在更多的醫療器械中實現了應用可能。
來源:搜狐 新材料探路者
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