碳纤维悬架粘接试验与加工制作

2018-04-03 08:11:24· 来源：勇哥缘梦

和所有车队一样，想采用碳纤维悬架的初衷就是减重，的确，碳纤维悬架与钢制悬架相比能减少一部分质量，但是，与碳悬高昂的加工费用、复杂的粘接工艺、以及承担脱胶风险的巨大压力相比，是否值得去减少的那一小部分质量，就得仔细斟酌一下了。

和所有车队一样，想采用碳纤维悬架的初衷就是减重，的确，碳纤维悬架与钢制悬架相比能减少一部分质量，但是，与碳悬高昂的加工费用、复杂的粘接工艺、以及承担脱胶风险的巨大压力相比，是否值得去减少的那一小部分质量，就得仔细斟酌一下了。

在实车试验之前，需要进行粘接试验，我们主要对粘接长度、胶层厚度和同心方式（保证碳管与粘接头的同轴度的结构）进行了对比试验，粘接长度有20mm、25mm、30mm、35mm四种，胶层厚度有0.05mm、0.1mm、0.2mm三种，同心方式有凸台式和槽式，见下图1与图2

碳纤维悬架碳纤维粘接

图1-凸台式同心

图2-槽式同心

下面是粘接步骤以及注意事项：

我们购买的碳管内径16mm外径20mm，价格大概在120元/m，胶水直接上3Mdp460，胶水虽然贵了一些，但是用不了很多。

第一步，打磨碳管
粘接之前，要对碳管内壁进行打磨，把内表面的树脂磨掉，胶水直接与碳纤维粘接，在前两次试验中，由于不敢打磨太多，所以粘接效果不理想，之后的试验特意增加打磨厚度，结果很不错，拉出来的粘接头上是断了的碳纤维丝。

在这个过程中要注意，碳管内径是16mm，打磨过后可能会变很多（要根据树脂层厚度决定），所以要在粘接头上适当增加尺寸，保证胶层厚度尽可能在0.1mm。
手工打磨内壁非常复杂，而且碳管内部砂纸进不去，往往打磨不到，我们机智的队员做了一个打磨神器分享给大家，见下图3

图3

红色部分外径15，长度40，蓝色部分外径8，长度20，在红色部分外径粘上砂纸，蓝色部分装夹在手电钻上（注意是小功率手电钻，不是大的枪钻，注意安全），制作出简易打磨神器，随着不断的打磨，增加砂纸厚度。

第二步，打磨粘接头
粘接头在加工完成后表面很干净（没有粗糙度要求），用粗砂纸对铝制接头打磨，增加粗糙度。

第三步，清洗碳管
在粘接之前用丙酮对碳管和粘接头进行清洗，洗掉碳管内的碳粉及杂质还有粘接头上的油渍，清洗时注意带面罩和手套，注意安全，毕竟丙酮有毒，闻一下很酸爽（别问我怎么知道的）

第四步，粘接
这一步很重要，最好让同一个队员操作
将粘接剂均匀涂于铝制接头和碳管内壁表面，并将铝制接头旋入碳纤维管中。旋入一些稍微旋出一些，保证没有气泡产生，如果胶水不够再涂一些在粘接头上，直到全部旋入，硬纸片刮掉多余的胶水（刮掉是为了美观，不刮掉胶水能方便看出是否脱胶）

第五步，固化
粘接完成之后，将粘好的碳管竖直放置，保证粘接头不会偏向碳管的一边，最好做简易夹具固定。放置在熊孩子接触不到的地方等待24小时。
要注意的是加工接头时保证至少有一端不是密封的，否则接头旋不进碳管里。并且在截断碳管时尽量用车床车断，保证端面与轴心垂直。

接下来就是试验环节：
将准备好的粘接试验样件（图4）准备好，装夹到电子万能试验机上，调整试验参数开始拉伸试验（图5）。设置试验机以均匀的速度逐渐增大拉力，将试验件与铝制件拉开之后,记录样件能承受的最大载荷