6-13-01-03 碳纖維制品成型制作工

定義：操作裁剪設備裁切碳紗并貼合模型，操作熱壓 成型設備將預型件制成碳纖維制品的人員。

主要工作任務：

1 . 操作裁紗機裁切碳紗、碳纖維織物、碳纖維預浸料等原材料，并使用打標機打編碼；

2 . 依貼合工藝文件清點 、核對碳纖維制品所需原材料、工具及預型模具的數量及規格；

3 . 使用 自 動或手動工具，將碳纖維材料貼合至預型模，制成預型件；

4 . 操作熱壓機、熱壓罐、壓力機等加熱加壓設備，對預型件進行固化；

5.操作刮刀、銼刀、砂紙等工具，修整碳纖維制品；

6.操作烤箱等設備，加熱硬化碳纖維制品；

7. 維護保養設備，處理故障，記錄生產數據。

碳纖維特性：碳纖維具有高強度、高模量、低密度、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞等優異性能。例如，其強度比鋼高很多，而密度卻僅為鋼的四分之一左右，這使得它在航空航天、汽車制造等對材料性能要求極高的領域得到廣泛應用。

碳紗及織物類型：碳紗有不同的規格和型號，如 1K、3K、6K 等，其中 “K” 表示每束碳纖維絲束中含有的單絲數量。碳纖維織物也有多種編織方式，如平紋、斜紋、緞紋等，不同的編織方式會影響制品的力學性能和外觀。

預浸料特性與選擇：碳纖維預浸料是由碳纖維和樹脂基體經過特殊工藝制成的，樹脂基體的種類（如環氧樹脂、酚醛樹脂等）和含量會影響預浸料的固化特性、力學性能以及耐化學性能等。在實際生產中，需要根據碳纖維制品的使用環境和性能要求選擇合適的預浸料。

設備與工藝

熱壓成型原理：熱壓成型是碳纖維制品成型的關鍵工藝之一。在熱壓過程中，通過對預型件施加一定的溫度和壓力，使樹脂基體發生交聯反應并固化，從而將碳纖維緊密結合在一起，形成具有一定形狀和性能的碳纖維制品。溫度、壓力和時間是熱壓成型工藝的關鍵參數，需要根據不同的材料和制品要求進行精確控制。

熱壓設備的維護與保養：熱壓機、熱壓罐等設備是碳纖維制品生產的重要設備，定期維護保養對于保證設備的正常運行和制品質量至關重要。例如，要定期檢查熱壓設備的加熱系統、壓力系統、密封系統等，確保其性能穩定；對設備的關鍵部件進行清潔、潤滑和校準，及時更換磨損的部件，以延長設備的使用壽命。

裁剪設備的精度控制：裁紗機的裁切精度直接影響到碳纖維制品的質量和性能。為了保證裁切精度，需要定期對裁紗機的刀具進行檢查和更換，調整裁切參數，如裁切速度、壓力等。同時，采用先進的數控裁紗設備可以提高裁切的自動化程度和精度，減少人為因素的影響。

質量控制與檢測

外觀質量檢測：碳纖維制品的外觀質量直接影響其市場競爭力。主要檢測項目包括表面平整度、有無氣泡、裂紋、缺膠等缺陷。對于外觀要求較高的制品，可能需要采用光學檢測設備或表面粗糙度測量儀等工具進行精確檢測。

力學性能檢測：碳纖維制品的力學性能是衡量其質量的關鍵指標，如拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度等。通過使用萬能材料試驗機、沖擊試驗機等專業設備對制品進行力學性能測試，以確保其滿足設計要求。此外，還可以采用無損檢測技術，如超聲波檢測、X 射線檢測等，檢測制品內部是否存在缺陷，保證產品的可靠性。

質量控制體系：為了確保碳纖維制品的質量穩定可靠，企業通常會建立完善的質量控制體系，如 ISO 9001 質量管理體系。在生產過程中，從原材料采購、生產工藝控制到成品檢測等各個環節都進行嚴格的質量把控，制定詳細的質量標準和檢驗規范，確保每一件產品都符合質量要求。

安全與環保

粉塵防護：在碳纖維制品的生產過程中，裁剪碳紗等工序會產生碳纖維粉塵。碳纖維粉塵具有一定的刺激性，長期吸入可能對人體呼吸系統造成危害。因此，操作人員需要佩戴防護口罩、防塵眼鏡等個人防護用品，同時車間內應配備良好的通風除塵設備，及時排除粉塵，保持工作環境的清潔。

有害氣體處理：熱壓成型等工藝過程中，樹脂基體固化時可能會釋放出有害氣體。為了保護環境和操作人員的健康，需要安裝有效的廢氣處理設備，如活性炭吸附裝置、催化燃燒裝置等，對有害氣體進行處理，使其達到環保排放標準后再排放到大氣中。

廢料處理：生產過程中產生的廢料，如裁剪剩余的碳紗、廢棄的預浸料、邊角料等，需要進行分類收集和處理。對于可回收的廢料，可以進行回收再利用，如將廢料加工成碳纖維增強復合材料的填充物或用于其他低要求的產品中；對于無法回收的廢料，則需要按照環保要求進行妥善處理，避免對環境造成污染。

行業發展與應用前景

航空航天領域：碳纖維制品在航空航天領域的應用越來越廣泛，如飛機的機翼、機身結構件、發動機葉片等。隨著航空航天技術的不斷發展，對碳纖維制品的性能要求也越來越高，這將推動碳纖維制品成型制作工藝的不斷創新和發展。

汽車工業：在汽車工業中，碳纖維制品主要用于制造汽車車身、底盤、發動機罩等部件，以實現汽車的輕量化，提高燃油經濟性和性能。隨著新能源汽車的快速發展，對汽車輕量化的需求更加迫切，碳纖維制品在汽車領域的應用前景十分廣闊。

體育用品行業：碳纖維制品在體育用品行業也有廣泛的應用，如自行車、球拍、滑雪板、釣魚竿等。由于碳纖維具有良好的力學性能和外觀質量，能夠滿足體育用品對高性能和美觀的要求，因此受到消費者的青睞。未來，隨著人們對體育健身的重視程度不斷提高，碳纖維體育用品的市場需求將持續增長。