碳纤维复合材料制品应用11问

虽然碳纤维复合材料在航天航空、船舶舰艇、工业装备、医疗器械、轨道交通等领域已有不同程度的应用，其高强度、轻量化、耐腐蚀等优良性能也得到了越来越多的业内人士的重视，但是因为对碳纤维复合材料制品的工艺流程缺乏充分的了解，在实际应用中仍有许多疑问亟待解决。为此，我们无锡智上新材以多年的碳纤维复合材料制品生产经验将这些常见问题进行归纳，以供参考。

碳纤维复合材料制品

1问：碳纤维复合材料制品的性能为什么没有统一的参数可供借鉴？

特定型号的碳纤维原丝的性能是固定的，但是碳纤维复合材料制品的性能却没有统一的标准参数可供借鉴，因为选用不同型号的原材料导致性能存在差别，碳纤维复合材料制品本身的设计更是千变万化的，不同形状、不同受力点所表现出的性能都是特定的。因此，除了一些常规件外，绝大多数的碳纤维复合材料制品在应用之初都需要打样，通过对样品的测试，判断制品的性能是否符合预期性能标准，并以此作为调整的基点，才能进行大批量的制作和应用。

2问：碳纤维复合材料制品必须开模具才能制作吗？

制作碳纤维复合材料制品可能涉及不同的工艺方法，例如高温模压、真空热压罐等，并不是所有制品都需要开模具。但是一些设计复杂、性能要求较高，尤其是定制数量多的情况下，就需要开模具。是否需要开模具，具体要根据制品的设计图纸来判断。

碳纤维复合材料制品

3问：碳纤维复合材料制品对皮肤有害么？

碳纤维复合材料制品对皮肤是否有害，与人体直接接触是否会产生不良反应，这主要看复合材料中的主要成分，看树脂自身的特性。一般用于医疗器械的碳纤维复合材料制品都是采用对人体无毒无害的树脂基体，例如我们无锡智上新材应用于骨外科医疗器械的碳纤维聚醚醚酮系列产品，包括骨科瞄准架、固定架等，就是采用食品级的聚醚醚酮peek树脂，这种碳纤维复合材料具有良好的生物相容性，不仅对人体无害，而且因其强度大，弹性模量更接近于骨皮质，所以是非常理想的骨外科医疗材料。

4问：碳纤维复合材料制品为什么都需要来图定制？

碳纤维复合材料制品因为价格较高，即便是民用产品，也很难做到成品的大规模应用，成品具有特定性，碳纤维复合材料制品的生产厂家更不会库存多余的成品。用于工业等领域的碳纤维复合材料多是用来取代传统金属制品，以获取轻量化、高性能的效果，因此，大多数是以零部件的形式进行应用，所以其必须根据客户提供的详细图纸，进行量身定制。

碳纤维复合材料制品

5问：碳纤维复合材料制品都很昂贵吗？

碳纤维复合材料制品的价格是和原材料价格、工艺技术水平以及产品生产量直接相关，有些制品用于要求较高的工作环境下，对制品的性能有特殊的要求，这就需要选用特定的原材料，原材料性能越高价格越贵。与此同时，制作工艺越复杂，消耗的工作量和工作时间越多，生产成本也越高。所有涉及开模具的产品，产品订单量越大，平均下来分摊的成本会越少。

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6问：碳纤维复合材料制品都是易燃的吗？

碳纤维本身能耐受上千摄氏度的高温，不易燃，造成易燃的主要是树脂基体部分。为了使碳纤维复合材料具备应用安全性，可以在碳纤维复合材料中添加一定的阻燃剂，成为阻燃型碳纤维复合材料制品。我们无锡智上新材应用于航空及高铁等轨道车辆中的碳纤维制品都是阻燃型的，遇到火灾等突发情况时，不燃烧，不会释放出对人体有害的烟气。除此之外，还提供耐高温型的碳纤维复合材料制品，满足不同方面的应用需求。

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7问：碳纤维复合材料制品都是黑色的吗？

碳纤维复合材料制品的颜色和纹路都是可以定制的，纹路是前期铺层设计决定的，颜色主要是靠后期的涂装，可以根据客户需要涂装成不同的颜色。

8问：碳纤维复合材料制品的定制周期都很长吗？

碳纤维复合材料制品的定制周期是由制品的制作难度、生产工艺和制作方的工作效率决定的，有些设计比较复杂的制品还需要开模具，这必然会使周期延长。总的来说，形状规则的常规件，如碳纤维管、碳纤维板等的制作周期都比较短，异形件的制作工艺复杂，制作周期会比较长。

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9问：碳纤维复合材料制品可以回收吗？

碳纤维复合材料根据树脂基体的不同，可以分为热固性碳纤维复合材料和热塑性碳纤维复合材料，热塑性碳纤维复合材料具备可回收性，只要达到一定的温度就可以进行二次制作。热固性碳纤维复合材料囿于树脂基体本身的限制，回收的难度很大，虽然也有相关的研究和实验在跟进，但是就目前的技术水平看，热固性碳纤维复合材料二次利用的成本很高，推广价值不大。

10问：热塑性碳纤维复合材料制品的成型与热固性的有什么区别？

热塑性碳纤维复合材料制品的成型方法与热固性碳纤维复合材料存在一定的差异，热塑性碳纤维复合材料制品主要靠冷却降温实现定型，而热固性碳纤维复合材料更强调固化剂在固化成型中的作用。在具体的制造过程中，热塑性碳纤维复合材料制品一般会采用热压成型、纤维缠绕成型、拉挤成型、辊压等成型方式。

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11问：连续碳纤维增强的方式比短切或粉末碳纤维增强的方式更好吗?

采用连续碳纤维增强复合材料制作的制品性能更好，这是因为复合材料弯曲或剪切破坏时存在纤维从基体中拔出的过程，这种拔出过程有利于吸收外加载荷所提供的能量，在一定长度范围内纤维越长，拔出时吸收的能量就越多，强度提高越显著。同时由于相同体积含量复合材料中单根纤维越长则纤维根数越少，纤维端部造成的应力集中便越少，材料破坏也就越困难。而且，碳纤维增强复合材料在摩擦过程中，其中的纤维体起到了很大的润滑作用，连续性、更长的碳纤维可以更加持续、稳定地提供润滑作用，所以摩擦系数更低，磨损量更小，形成的磨屑也更为细小。

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