? ?碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料最早應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域,隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大,碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用在汽車、醫(yī)療等多個(gè)民用領(lǐng)域得到了拓展,下面就來為大家介紹幾個(gè)典型應(yīng)用案例。
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(圖示:碳纖維材料)
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? ? ? ? ?醫(yī)療器械:
? ? ? ? ?骨外固定器、瞄準(zhǔn)器支架等高端醫(yī)療器械采用碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料主要是看重其耐高溫、抗?jié)瘛?qiáng)度大、重量輕和不易變形等性能特征。peek樹脂本身無毒、質(zhì)量輕、耐腐蝕,是與人體骨骼最接近的材料之一,能很好地與肌體相容,所以常常被用來代替金屬制造人體骨骼。
? ? ? ? ?采用連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)后的peek復(fù)合材料彌補(bǔ)了樹脂本身在韌性和耐沖擊強(qiáng)度方面的缺陷。用碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料制成的醫(yī)療器械在熱水、蒸汽、溶劑和化學(xué)試劑等條件下表現(xiàn)出較高的機(jī)械強(qiáng)度和水解穩(wěn)定性,適用于高溫蒸汽消毒等特殊工作環(huán)境。
? ? ? ? ?筆記本外殼:
? ? ? ? ?針對(duì)熱固性碳纖維復(fù)合板材的缺陷,以PMMA、ABS等熱塑性塑料為基體,采用連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)的熱塑性復(fù)合板應(yīng)運(yùn)而生。
? ? ? ? ?采用碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制作而成的筆記本電腦外殼相對(duì)于傳統(tǒng)的碳纖維熱固性復(fù)合材料具有這樣幾方面優(yōu)勢(shì):
? ? ? ? ?首先,同等強(qiáng)度下熱塑性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料筆記本電腦外殼厚度要比熱固性碳纖維復(fù)合材料的筆記本電腦外殼厚度減薄10%, 重量減少10%;
? ? ? ? ?其次,碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制作而成的外殼在延展性能上表現(xiàn)更好,更具韌性,不易損壞;
? ? ? ? ?再者,碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合板材的制備產(chǎn)能更高,通過低壓加熱就可以快速、高效地成型,能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),另外,熱塑性產(chǎn)品可回收利用的特性也為最終產(chǎn)品的環(huán)保性加分。
? ? ? ? ?汽車底盤:
? ? ? ? ? 由日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)與名古屋大學(xué)國(guó)立復(fù)合材料研究中心共同研發(fā)的碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料汽車底盤,采用“LFT-D工藝”,即全自動(dòng)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料直接在線成型法。
? ? ? ? ?該工藝免去了熱壓罐法所需的中間步驟,使熱塑性樹脂及碳纖維的供給到最終產(chǎn)品之間實(shí)現(xiàn)了連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn),在短時(shí)間內(nèi)快速成型。并充分利用熱塑性CFRP的可焊接優(yōu)勢(shì),通過加熱熔融連接的方式,形成了全部由熱塑性CFRP構(gòu)成的汽車底盤。
? ? ? ? ?長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料不僅密度低(1.1-1.4g/cm3),而且具有很好的力學(xué)性能,其拉伸強(qiáng)度、彈性模量、沖擊韌性、耐熱性和耐蠕變性能均明顯優(yōu)于短纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料,特別是其抗沖擊性能較高,適用于汽車的結(jié)構(gòu)件和半結(jié)構(gòu)件。近年來,還有些汽車的后舉門內(nèi)結(jié)構(gòu)板和踏步板都選用該材料,可以說,碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在汽車行業(yè)中得到了創(chuàng)新性的應(yīng)用。