当你成功设计了一个轻盈坚固的
碳纤维部件,如何把它可靠地安装到你的产品系统上?用普通螺丝一拧就滑丝?用胶粘担心强度不够?碳纤维复合材料的连接问题,往往是产品失效的“阿喀琉斯之踵”。选择错误的连接方式,会让前期所有的材料优势功亏一篑。
碳纤维的各向异性(不同方向强度不同)和层状结构,决定了其连接设计与金属有本质区别。这里详解三种最核心的工业级连接方案:
机械连接(螺接、铆接)
要点:必须预埋或镶嵌金属件。我们通常在铺层时,将高强度不锈钢或铝合金螺纹套、螺母预埋进指定位置,或在后期加工中嵌入Helicoil(钢丝螺套)。这能提供强大的抗拉拔力和可重复拆卸性。
适用场景:需要频繁拆卸、维护的部位,如机器人可更换臂端、赛车可拆装防护件。
胶粘连接
要点:关键在于表面处理与胶粘剂选择。我们会对粘接面进行精细打磨、专用清洗剂处理,并使用韧性环氧结构胶。胶接能实现面与面的连接,应力分布均匀,外观平整。
适用场景:大面积板材拼接、异形件连接、对表面光滑度要求高的部位。
共固化/二次胶接一体化连接
要点:这是最高级别的连接工艺。在部件制造过程中,将连接区域预先设计好,在主固化周期内一次性完成连接。或者,将已固化的部件经过特殊表面处理后,与另一部件一同进行二次固化。其连接强度最高,可靠性最佳。
适用场景:航空航天、顶级竞技体育器材等对性能和可靠性要求极致的领域。
在为某商业卫星公司的碳纤维支架提供连接方案时,面临“极限减重”与“极端工况下零失效”的双重挑战。我们采用了“预埋钛合金件 + 共固化”的复合方案。
在支架与卫星主体连接点,预埋了特制钛合金螺纹底座,确保连接的绝对可靠。
支架自身的多根梁柱结构,则在模具内通过共固化工艺一次成型为一个整体,消除了连接界面,实现了最大刚度和最轻重量。
连接设计是碳纤维产品结构设计中最关键的环节之一。一个微小的连接失误可能导致整个部件报废。如果您在碳纤维部件的连接方案上存在疑虑,欢迎将您的设计图或连接需求发给我们,我们的工程师将为您提供专业的连接可行性分析与工艺建议。我们亦可提供包含预埋件的一体化碳纤维部件定制加工服务。