強(qiáng)化塑料和
復(fù)合材料 在過去三十年中,聚合物基質(zhì)復(fù)合材料的開發(fā)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。這些由短纖維或連續(xù)纖維強(qiáng)化的有機(jī)聚合物組成的材料具有的強(qiáng)度和硬度?! ?br /> 復(fù)合材料又稱為高性能復(fù)合材料,它含有大量(約占總體積的60%)的耐受性的連續(xù)纖維,這些連續(xù)纖維通常由碳、玻璃或芳綸材料組成。歐洲和美國的航天航空行業(yè)一直是復(fù)合材料研究的主要驅(qū)動(dòng)力。由于高性能復(fù)合材料具有的硬度和強(qiáng)度,且重量輕,因此是航天航空行業(yè)的理想材料。重量的降低可以提升燃油效率,并促進(jìn)了能運(yùn)輸更多乘客和貨物且速度更快的大型飛機(jī)的制造。復(fù)合材料的其它優(yōu)點(diǎn)包括耐腐蝕性和抗疲勞特性。因此航天航空行業(yè)、公共機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)在這種材料上投入了大量的研發(fā)資源。既然復(fù)合材料具有諸多優(yōu)勢(shì),且聚合物和強(qiáng)化物的種類多樣,因此這些材料開始應(yīng)用于其它行業(yè),尤其是醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域。
復(fù)合材料的制造成本可分為四類:材料、加工、組裝和檢查?! ?br /> 醫(yī)療產(chǎn)品的材料產(chǎn)品通常較高。這主要?dú)w結(jié)于纖維的高成本,特別是在使用高模量彈纖維的情況下。聚合物基質(zhì)的成本差異較大,具體取決于復(fù)合特定醫(yī)療應(yīng)用要求的聚合物的特性?! ?br /> 加工成本的差異也很大。某一特定過程的成本取決于部件設(shè)計(jì)(體積和復(fù)雜性)、生產(chǎn)量及工藝。降低加工成本的策略包括縮短熱固性復(fù)合材料的聚合物固化周期或提高熱塑性復(fù)合材料成型前后的加熱或冷卻速率,以及勞動(dòng)密集型流程的自動(dòng)化?! ?br /> 流程自動(dòng)化還可以通過減少質(zhì)量差異來降低檢查成本??梢酝ㄟ^部件的重新設(shè)計(jì),將數(shù)個(gè)組件集成起來,大幅降低甚至消除組裝成本。這是諸如注塑、壓塑和樹脂傳遞模塑等過程取得成功的關(guān)鍵,形狀復(fù)雜的部件可以一次成型。表2概述了過程、纖維類型和纖維長(zhǎng)度對(duì)成品部件的形狀復(fù)雜程度、硬度和射線透射性的影響。
來源:科訊網(wǎng)