碳纤维板的工艺技术

 编织（to braid）是一种基本的纺织工艺，可以使两条以上纱线在斜向或纵向互相交织形成整体结构的预成形体。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，此前世界上碳纤维技术发达的国家（美国、德国、日本、韩国），对于向中国输出碳纤维产品和技术，保持着极其谨慎的态度。即使在目前，我国碳纤维以及碳纤维制品的进口，还受到发达国家的严格控制。碳纤维生产具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。这种工艺通常可以制造出复杂形状的预成形体，但其尺寸受设备(shèbèi)和纱线尺寸的限制（limit）。在航空工业，目前该技术主要集中在编织的设备、生产(Produce)和几何分析(Analyse)上，最终的目的是实现完全自动化生产，并将设备和工艺与CAD/CAM进行集成。碳(C)纤维板工艺技术一般分为两类，一类的二维编织工艺，另一类是三维编织工艺。 传统的二维编织工艺能用于制造复杂的管状、凹陷或平面零件的预成形体，它与其它纺织技术相比成本相对较低。它的研究（research)主要集中在研发自动化编织机来最大化减少生产成本和扩大应用范围(fàn wéi)。它的关键（解释:比喻事物的重要组成部分)技术包括(bāo kuò)质量控制（control)(Quality Control)、纤维方向和分布、芯轴设计等。它在航空工业的应用包括制造飞机进气道和机身J型隔框。该技术通常与RTM和RFI技术结合使用，另外也可以与挤压成形和模压成形联合使用。碳纤维板其应用水平在洛克希德•马丁公司(Company)生产F-35战斗机进气道制造中最能体现(tǐ xiàn)其先进性，加强筋与进气道壳体是整体结构，减少了95%的紧固件，提高了气动性能和信号特征，并简化了装配(assemble)工艺。为了克服二维编织厚度方面强度（strength)低的问题(Emerson)，开发了三维编织技术，为制造无余量预成形体提供了可能（maybe)。但是该技术同样受到设备尺寸限制。 目前，一般的编织设备只能生产小于100mm截面的预成形体，而飞机零件的大型化则需要大尺寸且昂贵的编织机。该技术虽然从60年代就已发展起来，经历了四步编织、二步编织到多层互锁编织技术碳纤维板。随着三维编织机的发展，其在飞机制造的未来仍具有很大应用潜力（指个人能力发展的可能性)。三维编织的 123456

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　　C、
　　J、T板材和I型梁、连杆、机体大梁、F型机身隔框、机身筒形件等都已得到验证(Experimental)。碳纤维配件“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。