O pré-impregnado de fibra de carbono é um importante produto intermediário de materiais compósitos, que é composto de resinas de matriz (como epóxi, fenólica, bismaleimida, etc.) e fibras reforçadas (como fibra de carbono, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de basalto, etc.).

Composição do material e vantagens do pré-impregnado de fibra de carbono

O prepreg de fibra de carbono é composto principalmente de materiais de reforço (fio de fibra de carbono, resina epóxi) e papel de liberação, e é processado por meio de processos como revestimento, prensagem a quente, resfriamento, laminação e enrolamento. Suas vantagens incluem:

1. Boas propriedades mecânicas: A resistência da fibra de carbono pode chegar a 6 a 12 vezes a do aço, enquanto a densidade é menor que 1/4 do aço.

2. Poucos defeitos no produto: o pré-impregnado pode reduzir defeitos no processo de produção.

3. Controle preciso do conteúdo do volume de fibras: garanta a consistência do desempenho do produto.

4. Desempenho consistente e características de processamento: Adequado para produção em larga escala.

5. Ótima relação desempenho/peso: combina características de alta resistência e leveza.

Classificação de pré-impregnados de fibra de carbono

1. Pré-impregnado unidirecional (UD): As fibras são dispostas em uma única direção e são adequadas para aplicações que exigem alta resistência e alta rigidez.

   ■ 12K: 50~400g/m²

   ■ 16K: 75~560g/m²

   ■ 24K: 75~400g/m²

   ■ 48K ou 50K: 150~600g/m²

2. Tecido pré-impregnado: inclui tecidos de trama simples, sarja e não frisados ​​(tecido multiaxial).

   ■ Tecido simples: baixo desempenho de pavimentação, alta taxa de curvatura das fibras.

   ■ Sarja: Desempenho médio de pavimentação, taxa média de curvatura das fibras.

   ■ Tecido anti-crimpagem: desempenho de pavimentação médio, sem flexão de fibras.

Processo de preparação de pré-impregnado de fibra de carbono

1. Processo baseado em solvente: Adequado para a preparação de pré-impregnados de tecido.

2. Processo de pré-impregnação termoendurecível em duas etapas: Inclui preparação de filme de resina e processo de impregnação, que é o processo principal.

   ■ Preparação do filme de resina: rolo de revestimento de resina de filme PE, papel de liberação de filme de resina

   ■ Impregnação: Método de fusão a quente

3. Processo de uma etapa: alta eficiência de produção, operação conveniente e confiável, mas grande perda de material, alto consumo de energia.

Aplicação de pré-impregnado de fibra de carbono

1. Processo de cura em alta temperatura com saco a vácuo: Aplicado em indústrias aeroespaciais, energia eólica, construção naval, automotiva, peças internas de trânsito ferroviário, etc.

2. Processo de autoclave: usado para produtos compostos e componentes estruturais de alta qualidade.

3. Processo de moldagem pré-impregnada (processo PCM): Adequado para a produção de produtos de formas complexas.

4. Processo de enrolamento de fita pré-impregnada/processo de edição de fio pré-impregnado: Aplicado a varas de pesca, tacos de golfe, bastões de esqui, vasos de pressão de dutos, etc.

Seleção de Processo

Na seleção de processos de fabricação, é necessário considerar a categoria do produto e os requisitos do cliente para qualidade e custo. Especificamente:

1. Processo de cura em alta temperatura com saco a vácuo: adequado para produtos que exigem leveza, alta resistência e alto desempenho, como nos setores aeroespacial e de energia eólica.

2. Processo de autoclave: adequado para a produção de produtos compostos e componentes estruturais de alta qualidade, que podem fornecer melhor precisão dimensional e qualidade de superfície.

3. Processo de moldagem pré-impregnada (processo PCM): Adequado para produção em larga escala de produtos de formas complexas, com alta eficiência de produção e baixo custo.

4. Processo de enrolamento de fita pré-impregnada/processo de edição de fio pré-impregnado: Adequado para a produção de tiras longas ou produtos tubulares, como varas de pesca, tacos de golfe e vasos de pressão de dutos.

Por meio da introdução acima, podemos ver que o prepreg de fibra de carbono tem uma ampla gama de aplicações no campo de materiais compostos. Seu excelente desempenho e processos de preparação diversificados o tornam um dos materiais indispensáveis ​​na indústria moderna.