除優于鋼材的強度與小比例的減重效果之外，碳纖維管材的(de)(de)表面(mian)(mian)質量(liang)(liang)與(yu)(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)精(jing)(jing)度(du)亦(yi)是(shi)(shi)(shi)影(ying)響(xiang)(xiang)其(qi)應用(yong)(yong)效果的(de)(de)關鍵因(yin)素。碳(tan)纖維圓(yuan)管(guan)、方(fang)(fang)管(guan)最為常(chang)見的(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)方(fang)(fang)法(fa)是(shi)(shi)(shi)纖維纏(chan)繞法(fa)與(yu)(yu)模壓-熱壓罐工(gong)藝(yi)，但是(shi)(shi)(shi)運用(yong)(yong)這些工(gong)藝(yi)最為引人注目的(de)(de)缺(que)陷(xian)便是(shi)(shi)(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)出的(de)(de)管(guan)材表面(mian)(mian)質量(liang)(liang)夠好，采用(yong)(yong)預浸(jin)料鋪層袋壓工(gong)藝(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)的(de)(de)異(yi)型管(guan)亦(yi)存在著(zhu)同(tong)樣的(de)(de)表面(mian)(mian)缺(que)陷(xian)問(wen)題。表面(mian)(mian)質量(liang)(liang)不(bu)但影(ying)響(xiang)(xiang)到管(guan)材外觀的(de)(de)光潔(jie)度(du)，亦(yi)影(ying)響(xiang)(xiang)到管(guan)材的(de)(de)幾何尺寸及機(ji)械裝備能力(li)，所以，提高(gao)管(guan)材質量(liang)(liang)與(yu)(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)精(jing)(jing)度(du)是(shi)(shi)(shi)碳(tan)纖維管(guan)材制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)之中的(de)(de)一小難點(dian)。

產生缺陷的原因：

碳纖(xian)維(wei)(wei)管(guan)件成品(pin)的(de)(de)表面缺陷重要(yao)有皺(zhou)折(zhe)(zhe)、條紋以及富膠等問題，追溯(su)這(zhe)些問題的(de)(de)產生重要(yao)集中(zhong)于預浸料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)鋪層(ceng)(ceng)這(zhe)一環(huan)節(jie)，于使(shi)(shi)用碳纖(xian)維(wei)(wei)復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)預浸料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)鋪層(ceng)(ceng)時(shi)，假如(ru)絕不能施(shi)加(jia)(jia)足夠的(de)(de)張力壓(ya)緊預先浸料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)疊層(ceng)(ceng)塊，便會(hui)使(shi)(shi)得(de)鋪就的(de)(de)復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)預浸料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)層(ceng)(ceng)間相當比較緊密，整體厚(hou)度(du)(du)亦(yi)會(hui)超出目標管(guan)材(cai)(cai)制品(pin)的(de)(de)厚(hou)度(du)(du)。因此，于成型工(gong)藝時(shi)，通(tong)常的(de)(de)處理方式是加(jia)(jia)壓(ya)以此壓(ya)緊各層(ceng)(ceng)復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)并且使(shi)(shi)不必要(yao)的(de)(de)樹脂流出，不過這(zhe)種(zhong)加(jia)(jia)壓(ya)必然(ran)帶來兩(liang)種(zhong)收縮力。最先，碳纖(xian)維(wei)(wei)復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)疊層(ceng)(ceng)塊于遭壓(ya)緊時(shi)，管(guan)材(cai)(cai)的(de)(de)厚(hou)度(du)(du)便會(hui)逐漸變薄，外徑變大，周長(chang)亦(yi)相應減少，沿(yan)著環(huan)往的(de)(de)纖(xian)維(wei)(wei)必定(ding)收縮，其中(zhong)的(de)(de)碳纖(xian)維(wei)(wei)遭壓(ya)產生彎曲(qu)、打折(zhe)(zhe)；次之(zhi)(zhi)，于碳纖(xian)管(guan)成型過程之(zhi)(zhi)中(zhong)常常會(hui)需要(yao)于預浸料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)疊層(ceng)(ceng)塊毛坯之(zhi)(zhi)上(shang)使(shi)(shi)用一些輔助材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)，如(ru)透氣氈與真空袋等，這(zhe)些輔助材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)于壓(ya)縮時(shi)亦(yi)會(hui)引起皺(zhou)折(zhe)(zhe)與條紋，固化時(shi)把壓(ya)印于復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)表面之(zhi)(zhi)上(shang)，最后形成皺(zhou)折(zhe)(zhe)。

?

預(yu)壓實和溫(wen)度控制相互結(jie)合：

根絕(jue)經驗總結，要解決碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)管材(cai)表面(mian)缺陷的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)一(yi)(yi)步便是(shi)于(yu)碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)預(yu)浸料鋪放過程之中，把預(yu)壓(ya)實(shi)與(yu)(yu)適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)控制結合起來。確切的(de)(de)(de)(de)操作要領是(shi)于(yu)鋪料過程之中，每鋪放完幾層，便于(yu)一(yi)(yi)定(ding)溫(wen)(wen)度(du)之下進行和預(yu)壓(ya)實(shi)，施加一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)以(yi)此壓(ya)緊(jin)各層纖(xian)維(wei)(wei)，這種立即的(de)(de)(de)(de)預(yu)壓(ya)實(shi)可以(yi)防止纖(xian)維(wei)(wei)收縮的(de)(de)(de)(de)層層積累，于(yu)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)與(yu)(yu)溫(wen)(wen)度(du)等工藝條件之下，排除預(yu)浸料毛(mao)(mao)坯(pi)之中不必要的(de)(de)(de)(de)樹(shu)脂(zhi)、空氣泡與(yu)(yu)低沸點物(wu)質(zhi)，使毛(mao)(mao)坯(pi)堅硬并且(qie)實(shi)際上達到(dao)預(yu)定(ding)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)。歷經預(yu)壓(ya)實(shi)的(de)(de)(de)(de)毛(mao)(mao)坯(pi)于(yu)固化工序(xu)之中絕(jue)不需再次進行吸膠(jiao)，碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)復(fu)合材(cai)料之中的(de)(de)(de)(de)樹(shu)脂(zhi)含量與(yu)(yu)管材(cai)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)均(jun)能得到(dao)精(jing)確的(de)(de)(de)(de)控制。

選用適合的模具(ju)材料：

碳纖維復合材料管材對于內徑尺寸精度控制不嚴，但是對外徑要求比較低，模具的選擇對于外徑尺寸有比較小影響。對纖維纏繞工藝或是卷制工藝來說，由于纖維纏繞時受到壓緊力，要求其集合形狀基本上保持絕不變，因此于芯模原材料的選擇之上，最為hao選擇具有不錯剛性的金屬材料，如鋼與硬鋁，鋼的密度與硬度均高于硬鋁小，但是鋼的熱膨脹系數不及硬鋁。因而高性能碳管制品是于高溫之下進行固化的，假如采用硬鋁芯模，可透過硬鋁熱膨脹產生的固化內壓，提高碳管的密度與力學性能。因此于低性能碳管的纏繞工藝之中，芯模宜選用硬鋁。
利用熱(re)縮套管的均壓力：

除(chu)上述方法之(zhi)(zhi)外，也可以利用(yong)熱(re)縮(suo)(suo)工(gong)藝提升碳(tan)纖維管(guan)材(cai)(cai)的(de)(de)表(biao)面質量以及制造(zao)精(jing)度。于(yu)高(gao)溫(wen)固化時(shi)，熱(re)縮(suo)(suo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)能精(jing)確地(di)傳遞熱(re)壓(ya)罐的(de)(de)壓(ya)力(li)，并(bing)(bing)且(qie)皆(jie)勻地(di)消除(chu)真(zhen)空(kong)袋(dai)以及透氣氈的(de)(de)皺折對于(yu)碳(tan)纖維復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)影響。例如采(cai)用(yong)熱(re)縮(suo)(suo)套管(guan)的(de)(de)熱(re)縮(suo)(suo)特性(xing)對于(yu)復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)進行皆(jie)壓(ya)，于(yu)對于(yu)碳(tan)纖維復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)預浸料(liao)(liao)進行加熱(re)時(shi)，樹脂軟化，熱(re)縮(suo)(suo)管(guan)于(yu)達到一定(ding)的(de)(de)收縮(suo)(suo)溫(wen)度之(zhi)(zhi)后把發生收縮(suo)(suo)變形，于(yu)口徑皆(jie)勻縮(suo)(suo)小過程(cheng)之(zhi)(zhi)中壓(ya)實了(le)復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)疊層塊。歷經(jing)熱(re)縮(suo)(suo)工(gong)藝的(de)(de)碳(tan)纖維復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)管(guan)經(jing)封(feng)裝之(zhi)(zhi)后再次進行固化工(gong)藝，固化成型之(zhi)(zhi)后脫模并(bing)(bing)且(qie)剝離熱(re)縮(suo)(suo)管(guan)。

確(que)切(qie)選擇什么樣的(de)熱(re)縮(suo)材料，需(xu)要依(yi)據材料的(de)收(shou)縮(suo)溫(wen)(wen)度(du)、收(shou)縮(suo)率與耐溫(wen)(wen)性(xing)等幾個參(can)數進(jin)行(xing)綜合考(kao)慮。技術人(ren)員(yuan)強(qiang)調，于熱(re)縮(suo)工藝的(de)使用中(zhong)應做好下列(lie)兩個問題(ti)的(de)防范(fan)：一是熱(re)縮(suo)時熱(re)縮(suo)管的(de)破裂；二是收(shou)縮(suo)會(hui)引起表面層纖(xian)維的(de)錯位(wei)。因(yin)此某種(zhong)要控制hao溫(wen)(wen)度(du)，加熱(re)必需(xu)要皆勻，盡可能使收(shou)縮(suo)進(jin)程變(bian)得慢，減少縮(suo)變(bian)的(de)劇烈性(xing)。

大(da)力使(shi)用多(duo)種工藝方法，不斷(duan)改進工藝流程的(de)零(ling)耀于(yu)碳纖(xian)維(wei)管(guan)(guan)材制(zhi)造方面(mian)已經取得了(le)領先在同(tong)行的(de)技(ji)術成就，方管(guan)(guan)、圓管(guan)(guan)、異型管(guan)(guan)等多(duo)種不同(tong)口徑、厚(hou)度、長(chang)度的(de)碳纖(xian)維(wei)管(guan)(guan)材成品(pin)外觀平滑(hua)、管(guan)(guan)壁厚(hou)薄均勻，口徑尺寸統一(yi)，成品(pin)跳(tiao)動可控(kong)制(zhi)于(yu)0.03下列、動平衡(heng)500轉2g之內，低(di)精(jing)度的(de)標(biao)準(zhun)完全符合高端類裝備的(de)特定(ding)需(xu)求。

自應用市(shi)場看，碳(tan)(tan)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)管(guan)材的(de)(de)(de)消耗(hao)量把持續增(zeng)加，高(gao)爾(er)夫球桿、釣(diao)魚竿是(shi)碳(tan)(tan)管(guan)于(yu)體育(yu)休閑領域(yu)之中占比最為(wei)余的(de)(de)(de)應用對象，大(da)型(xing)衛(wei)星天(tian)線的(de)(de)(de)支撐桿、空間的(de)(de)(de)桁(heng)架結構、地球同步軌道(dao)衛(wei)星之上的(de)(de)(de)大(da)發動機(ji)(ji)(ji)支架等亦(yi)是(shi)碳(tan)(tan)纖(xian)(xian)(xian)管(guan)于(yu)航(hang)天(tian)科技領域(yu)之中的(de)(de)(de)典型(xing)代表(biao)。近年來，無人機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)臂、機(ji)(ji)(ji)翼骨架等機(ji)(ji)(ji)體部位(wei)亦(yi)愈(yu)來愈(yu)余地使用到碳(tan)(tan)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)復合材料(liao)管(guan)材，隨著碳(tan)(tan)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)管(guan)材輕量化(hua)的(de)(de)(de)效果漸(jian)漸(jian)凸(tu)顯，廣泛應用在印刷、造紙(zhi)、塑料(liao)、薄膜、紡織、鋰電池極片(pian)卷繞機(ji)(ji)(ji)等行業(ye)的(de)(de)(de)輥軸類(lei)亦(yi)開始(shi)逐漸(jian)使用其取代傳統金屬類(lei)管(guan)材。于(yu)此背(bei)景之下，低(di)強度(du)高(gao)重量的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)纖(xian)(xian)(xian)管(guan)假如能于(yu)表(biao)面質量與制造精(jing)度(du)之上得到更進一(yi)步提升，毫無疑問是(shi)作為(wei)其進軍越來越高(gao)檔與越來越遼闊的(de)(de)(de)市(shi)場掃清(qing)朝了一(yi)小障礙。