[发明专利]一种锥形碳纤维管的热固化成型方法

说明书

本发明涉及一种锥形碳纤维管的热固化成型方法，所述热固化成型方法在升温过程中包括第一保温阶段与第二保温阶段，所述第一保温阶段的第一保温温度为75‑85℃，所述第二保温阶段的第二保温温度为137‑147℃。本发明所述热固化成型方法，采用热固化的方式，并进一步限定升温过程中包括两个保温阶段，控制第一保温阶段的第一保温温度为75‑85℃，第二保温阶段的第二保温温度为137‑147℃，不仅可以保证锥形碳纤维管的质量要求，还可以实现大批量生产，并且具有设备投资小、生产效率高、操作简单等优点。

技术领域

本发明涉及碳纤维管技术领域，具体涉及锥形碳纤维管，尤其涉及一种锥形碳纤维管的热固化成型方法。

背景技术

碳纤维是一种含碳量在90％以上的高强度高模量纤维，耐高温居所有化纤之首。用腈纶和黏胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成，是制造航天航空等高技术器材的优良材料。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。碳纤维属于一维结构碳材料，具有一定的活性，主要包括PAN基与粘胶丝基两种类型。

碳纤维机器人手臂是机器人技术领域实际应用最广泛的自动化机械装置，尽管它们的形态各有不同，但都有一个共同的特点，即通过接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。机械手臂一般有伸缩、旋转和升降这三种运动，其中旋转、升降运动是由横臂和产柱去完成的，手臂的基本作用则是将手爪移动到所需位置以及承受抓取工件的最大重量和手臂自身的重量等。此外，管路、冷却装置、行程定位装置和自动检测装置等，一般也都装在手臂上。因此，手臂的结构、工作范围、承载能力和动作精度都会直接影响整个机械的工作性能。碳纤维制成的支撑手臂具有以下几个优点：1.材质轻，操作灵活准确；2.强度高；3.耐温性好；4.性价比好。

碳纤维等高性能复合材料的固化过程，是一个复杂的热效应、化学性能和力学性能急剧变化的过程。由于热效应和化学反应效应会导致残余应力和变形产生，严重影响碳纤维的产品质量，因此高性能碳纤维的固化相当重要。

目前，在半导体产业用搬运支撑手臂中，需要用到锥形碳纤维管，即一种两端直径不同的不规则碳纤维管。碳纤维管的制备方法主要包括：在模芯上涂覆离型剂和/或贴覆离型膜，在处理后的模芯表面卷覆碳纤维预浸布，并在所述碳纤维预浸布外侧贴覆离型膜，经固化成型后，脱去模芯并去掉最外层离型膜即可得到碳纤维管。现有技术中一般采用热压成型的固化方法，例如CN111605226A公开了一种纤维材料的成型方法及由其制得的纤维材料和用途，所述方法通过控制离型剂和离型膜的涂覆和贴覆温度，能够解决现有纤维材料成型时遇到的脱芯困难、产品变形以及表面质量差等问题；该方法通过辅助选用OPP离型膜和硅油型离型剂，更有益于脱模的进行，能够较好地制得半导体FORK用纤维材料，针对不规则较长的纤维材料管同样具有成型效果佳和脱模容易的优势。其中，采用热压成型的方法进行固化过程，热压成型的压力为20～50T/m²。虽然热压成型的方法可以达到锥形碳纤维管的质量要求，但是操作过程中需要用到热压设备，单批次只能实现十根左右的生产量，不仅设备投资成本较大，还存在生产效率低、操作繁琐等问题。

综上所述，目前亟需开发一种锥形碳纤维管的热固化成型方法。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种锥形碳纤维管的热固化成型方法，采用热固化的方式，并进一步限定升温过程中包括两个保温阶段，控制第一保温阶段的第一保温温度为75-85℃，第二保温阶段的第二保温温度为137-147℃，不仅可以保证锥形碳纤维管的质量要求，还可以实现大批量生产，并且具有设备投资小、生产效率高、操作简单等优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的在于提供一种锥形碳纤维管的热固化成型方法，所述热固化成型方法在升温过程中包括第一保温阶段与第二保温阶段，所述第一保温阶段的第一保温温度为75-85℃，所述第二保温阶段的第二保温温度为137-147℃。