碳纖維管道成型工藝的詳細介紹

　　纏繞是碳纖維管道生產的一種重要成型工藝，由於該法易於實現機械化、自動化，與其他成型工藝方法相比，勞動條件好，勞動強度低落，且產品質量穩定，生產成本低，故應用十分廣泛。碳纖維纏繞工藝是利用濕法纏繞，濕法纏繞是將浸膠後的玻璃纖維集束，環氧樹脂建材在一定張力控制下直接纏繞在芯膜上的工藝方法。

　　纏繞時要使碳纖維位置穩定、不打滑，並均勻連續地布滿芯模表面，相鄰纖維既不重疊又不離縫，這就要求碳纖維按一定規律排布，這一規律稱為“纏繞規律”。碳纖維從芯模上某一點開始，繞過芯模再回到此起始點，在芯模上形成一條不重複的纏繞繞型稱為標准線，纏繞規律不同，其標准線也不同，纏繞規律由芯模與繞絲頭之間相對運動關系決定。纏繞線型的正確設計是保證碳纖維纏繞產品質量的重要前提，管道的使用情況不同，其纏繞線型也不同，纏繞線型可分為：環向纏繞、縱向平面纏繞和螺旋纏繞三種。把這三種纏繞分布用不同的纏繞層上，以提高碳纖維管道的縱向及環向綜合拉伸強度。

　　一、環向纏繞 纏繞時，芯模繞自身軸線作勻速轉動，繞絲頭沿芯模筒體軸線方向勻速移動，芯模每轉一周，繞絲頭移動一個紗布寬度，如此循環下去直至紗布帶均勻地布滿芯模筒體段表面為止。環向纖繞的纏繞角通常在85~900之間，實現環向纏繞的纏繞運動速比可以定義為單位時間內芯模的轉數與繞絲頭移動距離之比。

　　二、縱向平面纏繞 縱向纏繞時繞絲頭在固定平面內作勻速圓周運動，芯模繞自身的軸線慢速運轉，繞絲頭每轉一圈，芯模旋轉一個微小的角度，反映在芯模表面上是一個紗布的寬度。

　　三、螺旋纏繞 螺旋纏繞的基本運動是：芯模繞軸線勻速轉動，繞絲頭沿芯模軸線方向作間歇往複運動。

　　四、纏繞工藝設計內容 (1)根據產品使用和設計要求、技術質量指標，進行結構造型、纏繞線型和芯模設計。(2)選擇原材料。(3)根據產品強度要求、原材料性能及纏繞線型進行纏繞層數設計。(4)根據選定的原材料和工藝方法，制定工藝流程及工藝參數。(5)根據纏繞線型選定纏繞設備，或為纏繞設備設計提供參數。(6)芯模設計。

　　五、纏繞工藝參數 纏繞工藝過程一般由下列式序組成：芯模或內襯制造、膠液配制、纖維烘烤、浸膠、纏繞、固化、檢測等。選擇合理的纏繞工藝參數是充分發揮原材料特性，制造高質量碳纖維纏繞制品的重要條件，所以是非常重要的。

　　六、管道纏繞成型的一般工藝程序 (1)原材料准備;(2)內襯層成型;(3)纏繞加強層;(4)脫模：采用液壓裝置。(5)管道連接：連接方式有帶橡膠密封圈的承插式、承插粘接，法蘭連接、螺紋連接。(6)產品檢驗：根據用戶及使用環境要求對管道進行常規壓力抽檢試驗，試驗壓力為工作壓力的1.5倍 批量生產的每批管道都要進行內襯破裂和管道爆裂抽檢試驗，試驗壓力分別為工作壓力的4至5倍。螺紋制造一般是公螺紋直接壓鑄而成，母螺紋環繞模壓而成。

　　七、芯模及脫模劑 1、芯模 為了獲得一定形狀和尺寸的碳纖維纏繞制品，必須采用外形同制品內腔形狀尺寸完全一致的芯模，管道芯模通常分為整體式和開縮式二種。整體式芯模適於管徑小於800mm的纏繞管，用碳鋼板卷筒焊接或用無縫鋼管精加工而成。對整體芯模要求一是具有經過拋光的高精度表面(0.8)，二是具有錐度，不小於1/1000，通常1.7/1000。開縮式芯模適用於管徑大於800mm的纏繞管，由經過酸洗的優質鋼板卷制形成。一是具有經過拋光的高精度表面(0.8)。二是芯模有中心軸，沿軸一定距離有一組可伸縮鋪條式機構支撐輪狀環，用於支撐芯模外殼。脫模時通過液壓的機械裝置，使芯模收縮並從固化制品中脫出來，然後現將芯模恢複到原始位置。根據制品批量、尺寸、固化溫度、生產周期，、工作載荷、樹脂固化及收縮率等因素進行芯模設計。2、脫模劑 (1)直管表面通常纏聚酯薄膜脫模劑。(2)非直管部分一般塗石蠟或聚乙烯醇脫模劑。