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碳纤维预浸料设备的介绍
- 2019-06-12-

碳纤维预浸布是在经过高压高温技术将环氧树脂复合在碳纤维上。由碳纤维纱、环氧树脂、离型纸等材料,经过碳纤维预浸料设备的涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的复合材料称为碳纤维预浸料,又名碳纤维预浸布。

碳纤维预浸布素材在制造流程上系将碳纤维束经涂布机与含浸机及压合等工序制成所需单位规格(g/㎡)的预浸布,详言之,制造上为使得碳纤维束形成具有可塑形并具有较佳的结构强度的复合布材,确保先将碳纤维束透过延展机具进行平面式均匀扩砂作业,再与均匀涂布有树脂之上、下离型纸(Resin Coated Interleaf)透过滚轮,使得通过上、下离型纸之间的碳纤维束含浸树脂,然后经过冷却或烘干后,以单一方向纹路一体成型所需单位规格(g/㎡)的预浸布素材(注:其中单位规格系包含每平方米的碳纤维纱重量,及每平方米所含树脂层的重量百分比。)。

惟,该单一方向纹路制成之单方向预浸布素材物理与化学特性虽佳,但从其形成预浸布后的整体结构则存在瑕疵,如第一图所示,可以清楚看出习知碳纤维预浸布制造后的碳纤维预浸布5具有碳纤维层51与含浸包覆在该碳纤维层51外侧表面之树脂层52,以及上、下离型层53,54,产品制造商应用于产品塑形时先裁切成所需尺寸,再将其中一层离型层53(54)撕开,贴合于预塑形的产品模型上,经特定的塑形工序于完成后再撕开另一层离型层54(53)即可。但是,因为该树脂层52仅仅含浸在该碳纤维层51的上、下表面上,无法令该树脂层52充分含浸至碳纤维预浸布素材5的内部,除使得整体结构稳固性堪虑,亦使得该碳纤维预浸布素材5的内部结构无法进行强化处理,换言之,该碳纤维预浸布素材5受限于既有结构,一旦被要求更高的结构强度时,只能够再以外加相同材质或异种材质来达到目的,亦即,该单一方向纹路制成之单方向预浸布素材尚需依据单方向预浸布基材应用的模式,调整单方向预浸布基材的结构强度,使单方向预浸布基材具有100公克/平方公尺(g/m2)或是160公克/平方公尺(g/m2)等各种不同需求之强度,以便可供应用在各种不同的用途,例如制造飞机、汽车、自行车的车体、3C产品的外壳或是高尔夫球杆、羽毛球拍或网球拍等各式产品。然而,在现今各种产品讲究轻薄的设计要求下,习知碳纤维预浸布素材5将若以同种材质外加层迭不但整体结构增厚,制造成本提升;而若以异种材质结合(如采用金属片)则会因为不同材质热膨胀系数差异,而容易造成结合面在所处环境的影响下,使得结合面发生松动影响结合强度,更甚者会造成相互剥离现象。简言之,习知制造碳纤维预浸布素材的设备难以达到符合所需应用之条件及薄型化,成为相关业者在加工制程时的极大困扰。

 


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