碳纖維的產品形式及用于體育器材的主要成型技術

碳纖維復合材料通過合理的設計可整體成型，這樣可以省掉許多組合型架和裝配型架，降低生產成本。隨著技術的發展，體育器材的成型方法很多，主要包括纏繞成型、模壓成型、RTM成型、拉擠成型等技術。

1、纏繞成型技術

在專門的纏繞機上，將預浸料坯均勻、有規律地纏繞在一個轉動的芯模上，后固化、除去芯模獲得制品。纏繞成型法既適用于制造簡單的旋轉體，如圓柱體、球體及某些正曲率回轉體或筒形制品，也可用于非旋轉體部件制造。其顯著特點是能夠按照制品的受力情況將纖維按一定規律排布，從而充分發揮纖維的強度，獲得輕質高強的制品；在工藝上能實現連續化、機械化生產，并且生產周期短，生產效率高，勞動強度低；其缺點是制品固化后需除去芯模，不適宜于帶凹曲表面制品的制造。用這種方法可以制成高爾夫球桿和釣魚竿。

2、模壓成型技術

模壓成型工藝是在封閉的模腔內借助加熱和壓力固化成型復合材料制品的方法。模壓成型的模具由陰、陽模兩部分組成，增強材料一般為短切纖維氈、連續纖維氈和織物。模壓成型法生產效率高，制品尺寸準確，表面光潔，特別適用于制造大批量以及精度和重復性要求比較高的制品。結構復雜的制品可一次成型，無需有損于制品性能的輔助加工(如車、銑、刨、磨、鉆等)，制品的外觀及尺寸的重復性好。其缺點是：模具設計與制造復雜，初次投資較高，易受設備限制。

3、RTM成型技術

RTM(樹脂傳遞模塑，簡稱RTM)是復合材料較為常用的一種成型技術。該技術是將纖維或預成坯鋪放到密閉模腔內，用壓力將樹脂液注入模腔，浸透纖維或預成型坯，然后固化，脫模成型制品。RTM技術的優點是：能夠制造高質量、高精度、低孔隙率、高纖維含量的復雜復合材料構件，無需膠衣樹脂也可獲得光滑的雙表面；產品從設計到投產時間短，生產效率高；RTM模具和產品可采用CAD進行設計，模具制造容易，材料選擇面廣；RTM成型的構件與管件易于實現局部增強或制造局部加厚的構件，帶芯材的復合材料能一次成型；RTM成型過程中揮發少，有利于保護勞動者及生產環境。目前一般使用RTM技術來批量生產自行車和劃艇的身體部分。

4、拉擠成型技術

用于連續生產纖維復合材料型材。拉擠是指纖維束或帶狀織物在外力牽引下，經過浸膠、擠壓成型、加熱固化、定長切割，制成具有特定橫截面形狀和長度不受限制的線型制品的一種方法。它將經過浸漬的連續纖維通過具有一定截面形狀的成型模具，在模腔內固化成型或在模腔內凝膠、出模加熱固化，在牽引機械拉力作用下可連續引拔出無限長的型材制品。拉擠成型工藝簡單，效率高；拉擠法制備制品時，增強纖維沿軸向平行排列，能有效地利用其強度；采用纖維氈增強材料可制備各向同性制品；采用編織帶可提高制品的橫向強度。拉擠制品具有高強、輕質、易裝飾、表面質量好等特點。這些性能對于許多類型的體育設施及相關應用都是很理想的，例如漁竿、弓箭、撐竿、滑雪桿等。

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