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碳纤维棒的制造方法
发布时间：2022-11-21 浏览次数：51 返回列表
前言：复合材料技术分享 无论是业余爱好者还是人士，都会发现碳纤维棒是各种结构的有用构件。由于碳纤维具有高刚性，碳纤维棒是刚性和轻便性在任何应用中的一个很好选择。因此，有时候碳纤维棒会用来代替钢棒，但它们更多用于代替铝。碳纤维棒的重量仅为具有相似或更好强度特性铝棒的1/3。
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碳纤维棒的制造方法
碳纤维棒是通过加热成型模具将连续的碳纤维与环氧树脂混合拉制而成，这种工艺称为拉挤成型。拉挤与铝和热塑性塑料的挤压工艺相似。通过这一过程，可以制造具有恒定横截面的连续长度的碳纤维棒，其横截面保持恒定，并呈现出模具的形状。当碳纤维被拉过模具并被环氧树脂浸渍时，模具的热量使得树脂开始固化。
利用拉挤成型制造碳纤维棒的优势包括：
高轴向强度和刚度 直线和平行纤维对齐 严格控制的截面尺寸 光滑的表面 可实现无限长
挤压过程可生产出具有低热膨胀系数的直杆、刚性杆、轻质杆。与所有碳纤维产品一样，碳纤维棒具有很高的比刚度重量比。由于大多数碳纤维沿着杆的长度在0°轴上延伸，它们也具有优异的线性强度。挤压工艺也允许紧密的外径（OD）公差。
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碳纤维棒的用途
碳纤维杆的高比刚度使其成为制造轻型框架结构的选择。因此，它们经常出现在结构空间框架和桁架中。许多遥控爱好者发现碳纤维棒是制作模型的理想材料。
碳纤维棒是也一种优良的建筑工程材料和高性能结构，特别是当与碳纤维层合板结合使用时。一般来说，碳纤维棒在弯曲和轴向拉伸或压缩应用中表现特别出色。碳纤维棒的纤维取向意味着它们在高扭矩或横向压碎载荷下不能很好地支撑。它们在这些载荷条件下会破碎，因此对于要求抗扭或侧向负载的应用来说，它们是糟糕的选择。
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如何使用碳纤维棒？
碳纤维棒相对容易操作。与任何建筑项目一样，手头有合适的工具会使工作更加安全和简单。然而，有许多工具可以用来处理碳纤维棒。一个优质的细齿带锯子、压顶锯子、卷轴锯子、端铣刀或Dremel工具可快速将碳纤维棒切割成项目所需长度的工作。由于它们是在环氧树脂基体中拉挤而成，所以很容易用环氧树脂将它们粘合在一起。由于碳纤维杆具有刚度大、重量轻、强度高等优点，在进行刚度和重量计算时，常被用于框架工程中。用于制造碳纤维棒的挤压工艺为精度至关重要的应用提供了明显的优势。拉挤成型工艺可以使碳纤维完美对齐，同时也提供了制造形状完美、外径公差小、可切割任意长度的光滑棒的能力。切割和粘合碳纤维棒所需的工具在大多数爱好者和勤杂工的车库里都很容易买到。
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碳纤维棒的典型应用
4.1、框架结构中的碳纤维棒
碳纤维棒具有很高的刚度重量比（比拉伸模量），是轻型车架结构的理想选择。框架和桁架通常使用碳纤维棒作为增强材料来加工。碳纤维组件不会生锈，并能抵抗多种溶剂和化学物质。这使其非常适合用于工业框架结构以及其他与化学物质接触的框架类型结构。
在弦乐器行业中，制琴师使用碳纤维杆作为桁架杆来加强其琴颈。这样可以固定或防止颈部扭曲或弯曲。碳纤维棒还用于加固尤克里里琴和大提琴等乐器中的弦轴。
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