? ?碳纖維增強熱塑性復合材料最早應用于航天航空領域,隨著制造技術的不斷發展和市場需求的不斷擴大,碳纖維增強熱塑性復合材料的應用在汽車、醫療等多個民用領域得到了拓展,下面就來為大家介紹幾個典型應用案例。
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(圖示:碳纖維材料)
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? ? ? ? ?醫療器械:
? ? ? ? ?骨外固定器、瞄準器支架等高端醫療器械采用碳纖維增強熱塑性復合材料主要是看重其耐高溫、抗濕、強度大、重量輕和不易變形等性能特征。peek樹脂本身無毒、質量輕、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。
? ? ? ? ?采用連續性碳纖維增強后的peek復合材料彌補了樹脂本身在韌性和耐沖擊強度方面的缺陷。用碳纖維增強peek復合材料制成的醫療器械在熱水、蒸汽、溶劑和化學試劑等條件下表現出較高的機械強度和水解穩定性,適用于高溫蒸汽消毒等特殊工作環境。
? ? ? ? ?筆記本外殼:
? ? ? ? ?針對熱固性碳纖維復合板材的缺陷,以PMMA、ABS等熱塑性塑料為基體,采用連續性碳纖維增強的熱塑性復合板應運而生。
? ? ? ? ?采用碳纖維增強熱塑性復合材料制作而成的筆記本電腦外殼相對于傳統的碳纖維熱固性復合材料具有這樣幾方面優勢:
? ? ? ? ?首先,同等強度下熱塑性連續碳纖維復合材料筆記本電腦外殼厚度要比熱固性碳纖維復合材料的筆記本電腦外殼厚度減薄10%, 重量減少10%;
? ? ? ? ?其次,碳纖維增強熱塑性復合材料制作而成的外殼在延展性能上表現更好,更具韌性,不易損壞;
? ? ? ? ?再者,碳纖維增強熱塑性復合板材的制備產能更高,通過低壓加熱就可以快速、高效地成型,能實現量產,另外,熱塑性產品可回收利用的特性也為最終產品的環保性加分。
? ? ? ? ?汽車底盤:
? ? ? ? ? 由日本新能源產業技術綜合研發機構(NEDO)與名古屋大學國立復合材料研究中心共同研發的碳纖維增強熱塑性復合材料汽車底盤,采用“LFT-D工藝”,即全自動長纖維增強熱塑性復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品之間實現了連續自動化生產,在短時間內快速成型。并充分利用熱塑性CFRP的可焊接優勢,通過加熱熔融連接的方式,形成了全部由熱塑性CFRP構成的汽車底盤。
? ? ? ? ?長碳纖維增強熱塑性復合材料不僅密度低(1.1-1.4g/cm3),而且具有很好的力學性能,其拉伸強度、彈性模量、沖擊韌性、耐熱性和耐蠕變性能均明顯優于短纖維增強的熱塑性塑料,特別是其抗沖擊性能較高,適用于汽車的結構件和半結構件。近年來,還有些汽車的后舉門內結構板和踏步板都選用該材料,可以說,碳纖維增強熱塑性復合材料在汽車行業中得到了創新性的應用。