碳纤维复合材料的主要成型方法

碳纤维一般与母材（树脂等）组合后以复合材料的形态进行使用。根据最终产品的形态和特性，采用各种各样的成型方法（加工方法）。另外，以提高物性和外观、缩短成型时间等为目标，成型方法日趋完善。下面介绍具有代表性的碳纤维成型方法。

1、拉拔成型

也称为拉挤成型。这是将浸渍液态树脂的碳纤维引入和穿过模具，对其加热固化的连续成型法。适用于杆状、管状等具有一定截面形状的成型品。

2、缠绕成型

这是将浸渍液态树脂的碳纤维丝束缠绕在心轴上之后，进行加热固化的成型法。有两种方法，一种是一边将碳纤维浸渍在树脂槽（浴槽）中一边进行卷绕的方法，另一种是将预先浸渍在树脂中的丝束材料进行卷绕的方法。适用于管状和罐状成型品。

3、RTM（树脂传递模塑成型）成型

这是在一对阴/阳的密封型模具中，配置碳纤维预成型件(将碳纤维预成型为产品形状的产品、织物等)，将液态树脂压入、浸渍、加热固化的方法。仅使用阴模在真空压力下固化的方法称为VaRTM成型(真空辅助RTM)。RTM适用于中小型，VaRTM适用于大中型的成型品。

4、冲压成型

这是将预浸料或SMC等浸渍树脂的薄片层叠在模具上，一边施加压力一边加热固化的方法。三菱化学确立了基于高循环及预成型技术的PCM(预浸料模压)成型法，也可以与SMC材料进行混合成型。适用于大量生产品的成型方法。

5、热压罐(AC)成型

热压罐简单地说就是压力锅。在成型模具上层叠预浸料，盖上膨胀薄膜(用于制造真空状态的薄膜)进行减压，在热压罐内施加压力加热固化。该成型方法适合制造高品质、高性能产品，但由于成型周期长，成本较高。

• 温度和压力场均匀。使用压缩空气或惰性气体向热压罐内充气加压，确保在模具上的构件在均匀的压力和温度下成型和固化。

• 适用范围广。适用于多种先进复合材料的生产，包括那些在固化周期、压力和温度上有特定要求的材料。

• 生产效率高。采用先加热再加压的方式，相比普通压力设备，生产效率更高。• 产品质量可靠。由于压力和温度的均匀性，热压罐成型工艺制造的构件孔隙率较低、树脂含量均匀，力学性能稳定可靠。

• 工艺自动化程度高。可以实现高度自动化和批量生产。

6、注射成型

也称为注塑成型，是将碳纤维增强尼龙和聚碳酸酯等热塑性树脂原料(粒料)进行加热熔融，并注射到模具腔(间隙)的成型方法。机械物性会有所下降，但这是一种适用于短周期、复杂形状成型的成型方法。

优点：

• 生产效率高，适合大规模生产；
• 制品的精度和表面质量较高；
• 可以制备各种形状和大小的制品。

缺点：

在当前的实际应用中，RTM （树脂传递模塑成型）成型工艺因其较高的成型效率、良好的制品性能和较低的成本，成为较为流行的一种碳纤维复合材料制备工艺。然而，选择哪种成型工艺应根据具体的应用需求、制品形状、生产规模等因素进行综合考虑。

随着技术的不断发展和创新，新的成型工艺也在不断涌现，为碳纤维复合材料的更广泛应用提供了可能。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的成型工艺，以满足制品的性能要求和生产需求。