卷繞碳纖維管與拉擠碳纖維管兩種工藝介紹
卷繞預(yù)浸料碳纖維管和拉擠碳纖維管是碳纖維管材較為常見(jiàn)的兩種工藝形式，兩種碳纖維管在成品性能與實(shí)際應(yīng)用方面存在一定的差異。
卷繞預(yù)浸料碳纖維管：
卷繞預(yù)浸料碳纖維管通過(guò)使用斜紋碳纖維預(yù)浸料或單向預(yù)浸料層層卷繞在金屬芯軸上，然后經(jīng)高溫固化而成。在此過(guò)程中，通過(guò)兩個(gè)方面對(duì)管材進(jìn)行質(zhì)量管控：一是確保金屬芯軸的尺寸一定要準(zhǔn)確合適，因?yàn)樘祭w維預(yù)浸料是纏繞在芯軸的外側(cè)，芯軸本身的外徑需要與其制造的碳纖維管的內(nèi)徑相匹配；二是精心設(shè)計(jì)卷繞碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料的鋪層方案，纏繞在芯軸上的碳纖維預(yù)浸料的層數(shù)和厚度決定了碳纖維管的外徑，編織碳纖維預(yù)浸料的纖維在 0°軸（管的長(zhǎng)度向下）和 90°軸（圍繞管的圓周）定向，這些鋪層為管材增加了所謂的箍強(qiáng)度，使其不易受到擠壓或爆裂力的影響，而 0°軸上的單向預(yù)浸料主要能提高管材的縱向剛度。
正因?yàn)殇亴臃桨笇?duì)管材的具體性能有直接影響，所以智上新材料著重通過(guò)改變碳纖維預(yù)浸料的疊層，或通過(guò)交替單向碳纖維預(yù)浸料的方向，對(duì)碳纖維管材成品的性能進(jìn)行調(diào)整，使之能夠更好地達(dá)到應(yīng)用需求。例如，用于傳動(dòng)軸的管材需要應(yīng)對(duì)扭轉(zhuǎn)力，因此碳纖維單向帶鋪層時(shí)可以離軸對(duì)齊，以±45°這樣的方式更好地應(yīng)對(duì)這些扭轉(zhuǎn)力。
采用卷繞預(yù)浸料方式制作的碳纖維管非常適合需要高彎曲剛度和輕量化應(yīng)用的配套設(shè)備，如自動(dòng)化機(jī)械輥軸、機(jī)器人手臂、設(shè)備伸縮桿和無(wú)人機(jī)部件等。此外，這些管材在制作時(shí)可根據(jù)需要選擇高模量和超高模量碳纖維材料，也可選擇一些特殊的外層織物進(jìn)行包覆。
拉擠成型是將碳纖維束在樹(shù)脂中浸漬后，使其通過(guò)預(yù)定內(nèi)腔型面的模具，其中心軸和模具之間的空間將決定碳纖維管的壁厚，再以微波加熱等方式使其迅速進(jìn)入凝膠化狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)固化成型的一種工藝。
因?yàn)檫@種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的連續(xù)成型，加工效率高，人工成本低，卻可以獲得品質(zhì)優(yōu)良、內(nèi)部孔隙率極低且具有精確尺寸的產(chǎn)品，所以拉擠碳纖維管是目前制造連續(xù)碳纖維復(fù)合材料型材比較具有成本效益的方法。該技術(shù)特別適用于具有一定的斷面形狀，且長(zhǎng)度方向要求非常直的部件成型。
從理論上說(shuō)，拉擠碳纖維管的制造工藝可生產(chǎn)幾乎任何長(zhǎng)度的管材，而管材成品的運(yùn)輸往往成為主要的限制條件。但實(shí)際上，拉擠碳纖維管在應(yīng)用中的局限性也很大，這種通過(guò)連續(xù)拉拔進(jìn)行賦形的工藝，僅限于制造一些特定的型面產(chǎn)品，例如圓形、方形、工字型的管材等。
