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碳纖維鏡筒的成型工藝

碳纖維復合材料因為具有較高的比強度以及比剛度，它的尺寸穩定性較強，可設計性好，因此在航空和航天領域得到越來越廣泛的應用。采用碳纖維復合材料制造天文望遠鏡的鏡筒就是應用之一，從而代替了傳統的鋁合金材料，可以減重30%以上，所以也是空間光學結構所需要的關鍵指標之一。

原材料選擇：
碳纖維符合材料的性能是由作為增強材料和碳纖維和基體材料二者共同決定的，也就是說決定材料性能不僅僅取決于碳纖維，實際上基體材料也起到了非常關鍵的作用。因此在確定增強材料的同時需要選擇適當的基體材料。且碳纖維又可以分為高強和高模兩種，對于鏡筒這種空間結構來說，通常需要對結構的剛度要求很高，這邊建議采用高模量的碳纖維做掙錢材料，且碳纖維本身就具有負的熱膨脹系數，碳纖維則選擇目前主流的日本東麗T700型號的碳纖維，樹脂可采用TDE-85的環氧樹脂體系。

成型工藝：
碳纖維復合材料的成型工藝有很多種，比如：纖維纏繞成型（FW）、對模模壓成型、真空袋法成型、預浸料（高壓金）成型等等。對于鏡筒這種結構來說，無錫威盛（RSN）新材料科技有限公司推薦采用纏繞加鋪放的組合工藝成型技術，90°層纏繞、±20°和0°層鋪放來實現了碳纖維符合材料鏡筒的制作。這種工藝的優點是工藝簡單，對設備要求不高，用普通的纏繞機即可實現。碳纖維復合材料鏡筒制造完成后需要進行尺寸檢測、稱重、無損探傷、熱膨脹系數檢測、真空除氣和空間環境性能檢測等步驟。

最后制造碳纖維復合材料鏡筒可采用纏繞加鋪放的組合工藝，成型后的碳纖維復合材料鏡筒尺寸精度可達到設計要求，以滿足空間環境要求。且碳纖維復合材料鏡筒的熱膨脹系數可以根據需要進行設計，具有接近零的熱膨脹系數，而且碳纖維復合材料的鏡筒具有較高的比強度和比剛度，與鋁合金結構相比，可減重42.8%。