一文简要盘点八种最常见的高性能碳纤维的成型与加工方法（图文并茂版）

通常来讲，碳纤维很少单独使用，一般是通过与树脂等基体复合后以复合材料的形式进行使用。根据最终产品的形状和特性，会有各种各样的成型加工方法。

除此以外，为了改善物理性能和外观结构，并缩短成型时间等，碳纤维复合材料的成型方法也正在不断改进。在本文中，主要介绍了八种代表性的碳纤维成型方法。

01、拉挤成型

英文名称“Pultrusion”，作为一种连续成型方法，它是将浸渍有液态树脂的碳纤维引入和穿过模具，并通过模具进行热固化。它适用于杆状、管状等具有一定横截面形状的成型产品。

02、长丝缠绕成型

英文名称“Filament-winding Molding”，这是一种将浸渍有液态树脂的碳纤维丝束缠绕在芯轴上，然后加热固化的成型方法。

这种方法又可以分为两种版本：（i）一边将碳纤维浸渍在树脂槽(浴槽)中一边进行卷绕；（ii）将预先浸渍在树脂中的碳纤维丝束材料进行卷绕。它适用于加工管状和罐形成型产品。

03、RTM成型

英文名称“Resin Transfer Molding”（简写RTM），在该方法中，将碳纤维预成型件（将碳纤维预成型为产品形状的产品、织物等）放置在一对阳模和阴模密封模具中，然后将液态树脂进行压充、浸渍和热固化。

仅使用阴模在真空压力下固化的方法被称为真空辅助RTM（vacuum-assisted RTM，VaRTM）。RTM适合中小型产品，而VaRTM适合中型和大型成型品。

04、冲压成型

英文名称“Press Molding”，这是一种将预浸料或SMC等浸渍树脂的片状材料层叠在模具上，并且一边施加压力、一边加热固化的方法。

日本三菱化学已经建立了基于高循环和预成型技术的预浸料压缩成型（prepreg compression molding，PCM）方法，并且也可以与SMC材料进行混合成型。这种成型方法适用于大批量产品的生产。

05、热压罐成型

英文名称“Autoclave Molding”（简写ACM），简单地讲，热压罐就是一个高压锅。它通过将预浸料层叠到成型模具上，覆盖上膨胀薄膜（用于制造真空状态的薄膜），进行减压，然后在热压罐中加压加热固化。

这种成型方法适用于制造高质量和高性能的产品，但由于成型周期长，成本很高。

06、烘箱成型

英文名称“Oven Molding”，与热压罐成型一样，该方法也是通过在成型模上层叠预浸料，盖上膨胀薄膜进行减压，但热固化是在真空中进行的。

尽管在性能和质量方面稍逊于热压罐成型，但这种成型方法操作成本低廉，可用于相对较大产品的成型加工。

07、卷绕成型

英文名称“Sheet-wrap Molding”，它是将预浸料缠绕在芯轴（铁芯）上，待热固化后再取出芯轴。

该方法适用于生产管状和辊状中小型产品的加工，比如一些高尔夫球杆和其他类型杆主要通过该方法生产，利用该方法有时也可以加工锥形产品。

08、注射成型

英文名称“Injection Molding”，也称为注塑成型，它通过将碳纤维增强热塑性树脂（如尼龙、聚碳酸酯）颗粒加热熔融，然后注射到模具空腔（空隙）。

虽然机械性能并不优异，但这种成型方法适用于短周期、复杂形状产品的成型。

来源：碳纤维及其复合材料技术