单向碳纤维预浸布的厚度是影响复合材料性能的关键参数之一。预浸布由连续碳纤维束沿单一方向排列,并浸渍环氧树脂或其他热固性基体制成。标准厚度范围通常在0.1mm至0.3mm之间,具体数值取决于纤维面密度(单位面积纤维质量)和树脂含量比例。典型的面密度规格包括150g/m²、200g/m²和300g/m²,对应的理论厚度分别为0.125mm、0.167mm和0.25mm。
厚度公差控制在±5%以内是行业通用标准,这对层压板厚度控制至关重要。以0.2mm厚预浸布为例,实际测量值需保持在0.19-0.21mm范围内。过大的厚度偏差会导致层间应力集中,降低制件的疲劳寿命。部分航空航天级产品采用激光测厚系统在线检测,确保每卷材料的厚度一致性。
树脂含量通常占预浸布总重的35%-45%www.khshxcl.com。当树脂含量为40%时,300g/m²面密度预浸布的理论厚度计算公式为:厚度=面密度/(纤维密度×纤维体积分数)。假设碳纤维密度1.78g/cm³,纤维体积分数60%,则计算厚度为0.281mm。实际生产中会通过调节离型纸的间隙压力来微调厚度,压力范围一般为0.2-0.5MPa。
不同厚度预浸布适用于特定成型工艺。0.1-0.15mm薄型预浸布适合真空袋压成型,能更好贴合复杂曲面;0.2-0.25mm中厚度预浸布多用于热压罐工艺,提供更好的树脂流动通道;超过0.3mm的加厚型则需要配合高压成型设备,避免出现干斑缺陷。在铺层设计时,厚度公差累积效应必须考虑,例如10层0.2mm预浸布的理论总厚度应为2±0.1mm。
施工过程中,厚度直接影响固化参数设置。对于0.25mm厚预浸布,典型固化曲线为:以2℃/min升温至120℃保温60分钟,再升至180℃保温120分钟。较厚的单层需要延长保温时间以确保树脂完全固化,每增加0.05mm厚度建议延长固化时间5-8分钟。同时,铺层间隙要控制在0.05mm以内,防止厚度不均引起固化变形。






