碳纖維板的工藝技術

 編織（to braid）是一種基本的紡織工藝，可以使兩條以上紗線在斜向或縱向互相交織形成整體結構的預成形體。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術發達的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產品和技術，保持著極其謹慎的態度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進口，還受到發達國家的嚴格控制。碳纖維生產具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。這種工藝通常可以制造出復雜形狀的預成形體，但其尺寸受設備(shèbèi)和紗線尺寸的限制（limit）。在航空工業，目前該技術主要集中在編織的設備、生產(Produce)和幾何分析(Analyse)上，最終的目的是實現完全自動化生產，并將設備和工藝與CAD/CAM進行集成。碳(C)纖維板工藝技術一般分為兩類，一類的二維編織工藝，另一類是三維編織工藝。 傳統的二維編織工藝能用于制造復雜的管狀、凹陷或平面零件的預成形體，它與其它紡織技術相比成本相對較低。它的研究（research)主要集中在研發自動化編織機來最大化減少生產成本和擴大應用范圍(fàn wéi)。它的關鍵（解釋:比喻事物的重要組成部分)技術包括(bāo kuò)質量控制（control)(Quality Control)、纖維方向和分布、芯軸設計等。它在航空工業的應用包括制造飛機進氣道和機身J型隔框。該技術通常與RTM和RFI技術結合使用，另外也可以與擠壓成形和模壓成形聯合使用。碳纖維板其應用水平在洛克希德•馬丁公司(Company)生產F-35戰斗機進氣道制造中最能體現(tǐ xiàn)其先進性，加強筋與進氣道殼體是整體結構，減少了95%的緊固件，提高了氣動性能和信號特征，并簡化了裝配(assemble)工藝。為了克服二維編織厚度方面強度（strength)低的問題(Emerson)，開發了三維編織技術，為制造無余量預成形體提供了可能（maybe)。但是該技術同樣受到設備尺寸限制。 目前，一般的編織設備只能生產小于100mm截面的預成形體，而飛機零件的大型化則需要大尺寸且昂貴的編織機。該技術雖然從60年代就已發展起來，經歷了四步編織、二步編織到多層互鎖編織技術碳纖維板。隨著三維編織機的發展，其在飛機制造的未來仍具有很大應用潛力（指個人能力發展的可能性)。三維編織的 123456

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　　C、
　　J、T板材和I型梁、連桿、機體大梁、F型機身隔框、機身筒形件等都已得到驗證(Experimental)。碳纖維配件“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。