碳纖維復(fù)合材料“成型—沖裁—固化”一體化制造工藝實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、節(jié)能、安全、環(huán)保、舒適是當(dāng)今世界汽車發(fā)展的主題。為了能夠顯著降低能源消耗同時(shí)減少環(huán)境污染，車身輕量化已成為現(xiàn)代車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。碳纖維復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡(jiǎn)稱CFRP)因其高比強(qiáng)度和比模量、制件力學(xué)性能優(yōu)異、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，順應(yīng)了汽車工業(yè)發(fā)展需求，在車身輕量化領(lǐng)域得到了認(rèn)可，應(yīng)用前景廣闊。然而，固化后的CFRP材料由于其高硬度、不連續(xù)、非均質(zhì)、各向異性等特點(diǎn)，屬于典型的

2、難加工材料，其制造成本高，目前只能在一些高檔轎車及賽車上使用。因此，在輕量化背景下，迫切需要開發(fā)適用于CFRP車身制件批量化生產(chǎn)的低成本、高效率制造工藝，從而促進(jìn)CFRP材料在車身輕量化進(jìn)程中更為廣泛的應(yīng)用。
　　為此，本文將樹脂膜熔滲成型(Resin Film Infusion，簡(jiǎn)稱RFI)工藝與傳統(tǒng)沖裁工藝(Cutting)相結(jié)合，提出了CFRP制件“成型-沖裁-固化”一體化制造工藝，詳細(xì)介紹了其工藝原理、特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)步驟。

3、r>　　基于上述工藝思想，開發(fā)了CFRP材料“成型-沖裁-固化”一體化制造工藝實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)CFRP制件“成型-沖裁-固化”一體化制造工藝實(shí)驗(yàn)，從宏觀角度將該成型工藝下所得的CFRP制件斷面質(zhì)量與鉆削、銑削及激光切割所得斷面質(zhì)量進(jìn)行了比較分析，驗(yàn)證了該工藝的可行性和有效性。
　　以上述工藝實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究了CFRP材料熔融樹脂浸滲狀態(tài)下增強(qiáng)碳纖維織物的剪切沖裁所得斷面質(zhì)量及其缺陷的形成機(jī)理，確定了沖裁斷面質(zhì)量的優(yōu)化工藝方案，提出了