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復合材料制作方法之預浸材疊層
發布時間: 2023年04月12日




  尖端復合材料在航天上的應用,以使用預浸材疊層的制作方法為主。此一方法是將預浸材細心疊層后,加壓及加溫將材料固化,以形成復合材料。其成型的重要步驟臚陳如后。
 

碳纖維預浸料
 

  預浸材疊層的方法所使用的材料為各種預浸材,預浸材為長纖維及樹脂的混合物,通常是將樹脂均勻的涂包在長纖維上,而長纖維可是單向的,或是雙向編織的。在室溫下,此一材料通常具有一些黏性,并且樹脂容易產生化學反應,因此,都儲存在低溫的環境中,直到疊層完畢后,再加溫使樹脂反應固化。預浸材常見的商業產品,有單向或雙向編織的玻璃或碳纖維,而含浸的樹脂則以環氧樹脂為主。
 

  于復合材料的成型上,是將預浸材依設計上纖維的方向,加以裁減,然后一層一層貼在模具上,并加上包裝后,即可進行固化。預浸材中樹脂的含量通常過高,而且于疊層中容易將空氣夾于層更層之間,因此,在固化的同時,需加壓以將多余的樹脂擠出,并同時將空氣帶出。而固化時的包裝,即是為了此一目的。
 

  預浸材疊層包裝中,各種材料有不同的用途。分述如下:
 

  1. peel ply: 置于預浸材疊層之上下,用以珍愛成型后的合材料外觀, 免于遭受污染,通常于黏接組裝或噴漆前剝離。如無黏接組裝的需要,亦可省去。peel ply可採用耐龍或玻璃的編織纖維布。
 

  2. separator: 為多孔性的材質,置于peel ply之上,可許可多余樹脂通過,并防止成型后的復合材料與其他物質相黏,而易于掏出。
 

  3. bleeder: 玻璃編織纖維布所構成,置于separator之上,可吸取多余的樹脂。使用層數的多寡,視預浸材疊層的厚度,及多余樹脂的量 來決定。
 

  4. barrier: 置于bleeder與breather之間,防止樹脂流入breather之中。
 

  5. breather and vacuum bag: vacuum bag封裝整個組裝,以便抽取真空。而breather置于vacuum bag之下,形成真空抽取的通道。
 

  6. dam: 側邊防漏的金屬塊。
 

  預浸材經疊層于模具上并包裝后,即可進行加壓加溫固化。
 

  對于簡單的平板結構,可直接置于熱壓機上來成型。

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