除優(yōu)于鋼材的強(qiáng)度與小比例的減重效果之外，碳纖維管材的表面質(zhì)量與制作精度亦是影響其應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素。碳纖維圓管、方管最為常見的制造方法是纖維纏繞法與模壓-熱壓罐工藝，但是運(yùn)用這些工藝最為引人注目的缺陷便是制造出的管材表面質(zhì)量夠好，采用預(yù)浸料鋪層袋壓工藝制作的異型管亦存在著同樣的表面缺陷問題。表面質(zhì)量不但影響到管材外觀的光潔度，亦影響到管材的幾何尺寸及機(jī)械裝備能力，所以，提高管材質(zhì)量與制造精度是碳纖維管材制造之中的一小難點(diǎn)。

產(chǎn)生缺陷的原因：

碳纖維管件成品的表面缺陷重要有皺折、條紋以及富膠等問題，追溯這些問題的產(chǎn)生重要集中于預(yù)浸料鋪層這一環(huán)節(jié)，于使用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層時(shí)，假如絕不能施加足夠的張力壓緊預(yù)先浸料疊層塊，便會(huì)使得鋪就的復(fù)合材料預(yù)浸料層間相當(dāng)比較緊密，整體厚度亦會(huì)超出目標(biāo)管材制品的厚度。因此，于成型工藝時(shí)，通常的處理方式是加壓以此壓緊各層復(fù)合材料并且使不必要的樹脂流出，不過(guò)這種加壓必然帶來(lái)兩種收縮力。最先，碳纖維復(fù)合材料疊層塊于遭壓緊時(shí)，管材的厚度便會(huì)逐漸變薄，外徑變大，周長(zhǎng)亦相應(yīng)減少，沿著環(huán)往的纖維必定收縮，其中的碳纖維遭壓產(chǎn)生彎曲、打折；次之，于碳纖管成型過(guò)程之中常常會(huì)需要于預(yù)浸料疊層塊毛坯之上使用一些輔助材料，如透氣氈與真空袋等，這些輔助材料于壓縮時(shí)亦會(huì)引起皺折與條紋，固化時(shí)把壓印于復(fù)合材料表面之上，最后形成皺折。

預(yù)壓實(shí)和溫度控制相互結(jié)合：

根絕經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，要解決碳纖維管材表面缺陷的關(guān)鍵一步便是于碳纖維預(yù)浸料鋪放過(guò)程之中，把預(yù)壓實(shí)與適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂平Y(jié)合起來(lái)。確切的操作要領(lǐng)是于鋪料過(guò)程之中，每鋪放完幾層，便于一定溫度之下進(jìn)行和預(yù)壓實(shí)，施加一定的壓力以此壓緊各層纖維，這種立即的預(yù)壓實(shí)可以防止纖維收縮的層層積累，于一定的壓力與溫度等工藝條件之下，排除預(yù)浸料毛坯之中不必要的樹脂、空氣泡與低沸點(diǎn)物質(zhì)，使毛坯堅(jiān)硬并且實(shí)際上達(dá)到預(yù)定的厚度。歷經(jīng)預(yù)壓實(shí)的毛坯于固化工序之中絕不需再次進(jìn)行吸膠，碳纖維復(fù)合材料之中的樹脂含量與管材的厚度均能得到精確的控制。

選用適合的模具材料：

碳纖維復(fù)合材料管材對(duì)于內(nèi)徑尺寸精度控制不嚴(yán)，但是對(duì)外徑要求比較低，模具的選擇對(duì)于外徑尺寸有比較小影響。對(duì)纖維纏繞工藝或是卷制工藝來(lái)說(shuō)，由于纖維纏繞時(shí)受到壓緊力，要求其集合形狀基本上保持絕不變，因此于芯模原材料的選擇之上，選擇具有不錯(cuò)剛性的金屬材料，如鋼與硬鋁，鋼的密度與硬度均高于硬鋁小，但是鋼的熱膨脹系數(shù)不及硬鋁。因而高性能碳管制品是于高溫之下進(jìn)行固化的，假如采用硬鋁芯模，可透過(guò)硬鋁熱膨脹產(chǎn)生的固化內(nèi)壓，提高碳管的密度與力學(xué)性能。因此于低性能碳管的纏繞工藝之中，芯模宜選用硬鋁。

利用熱縮套管的均壓力：

除上述方法之外，也可以利用熱縮工藝提升碳纖維管材的表面質(zhì)量以及制造精度。于高溫固化時(shí)，熱縮材料能精確地傳遞熱壓罐的壓力，并且皆勻地消除真空袋以及透氣氈的皺折對(duì)于碳纖維復(fù)合材料的影響。例如采用熱縮套管的熱縮特性對(duì)于復(fù)合材料進(jìn)行皆壓，于對(duì)于碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料進(jìn)行加熱時(shí)，樹脂軟化，熱縮管于達(dá)到一定的收縮溫度之后把發(fā)生收縮變形，于口徑皆勻縮小過(guò)程之中壓實(shí)了復(fù)合材料疊層塊。歷經(jīng)熱縮工藝的碳纖維復(fù)合材料管經(jīng)封裝之后再次進(jìn)行固化工藝，固化成型之后脫模并且剝離熱縮管。

確切選擇什么樣的熱縮材料，需要依據(jù)材料的收縮溫度、收縮率與耐溫性等幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮。技術(shù)人員強(qiáng)調(diào)，于熱縮工藝的使用中應(yīng)做好下列兩個(gè)問題的防范：一是熱縮時(shí)熱縮管的破裂；二是收縮會(huì)引起表面層纖維的錯(cuò)位。因此某種要控制溫度，加熱必需要皆勻，盡可能使收縮進(jìn)程變得慢，減少縮變的劇烈性。

大力使用多種工藝方法，不斷改進(jìn)工藝流程的零耀于碳纖維管材制造方面已經(jīng)取得了領(lǐng)先在同行的技術(shù)成就，方管、圓管、異型管等多種不同口徑、厚度、長(zhǎng)度的碳纖維管材成品外觀平滑、管壁厚薄均勻，口徑尺寸統(tǒng)一，成品跳動(dòng)可控制于0.03下列、動(dòng)平衡500轉(zhuǎn)2g之內(nèi)，低精度的標(biāo)準(zhǔn)完全符合高端類裝備的特定需求。

自應(yīng)用市場(chǎng)看，碳纖維管材的消耗量把持續(xù)增加，高爾夫球桿、釣魚竿是碳管于體育休閑領(lǐng)域之中占比最為余的應(yīng)用對(duì)象，大型衛(wèi)星天線的支撐桿、空間的桁架結(jié)構(gòu)、地球同步軌道衛(wèi)星之上的大發(fā)動(dòng)機(jī)支架等亦是碳纖管于航天科技領(lǐng)域之中的典型代表。近年來(lái)，無(wú)人機(jī)的機(jī)臂、機(jī)翼骨架等機(jī)體部位亦愈來(lái)愈余地使用到碳纖維復(fù)合材料管材，隨著碳纖維管材輕量化的效果漸漸凸顯，廣泛應(yīng)用在印刷、造紙、塑料、薄膜、紡織、鋰電池極片卷繞機(jī)等行業(yè)的輥軸類亦開始逐漸使用其取代傳統(tǒng)金屬類管材。于此背景之下，低強(qiáng)度高重量的碳纖管假如能于表面質(zhì)量與制造精度之上得到更進(jìn)一步提升，毫無(wú)疑問是作為其進(jìn)軍越來(lái)越高檔與越來(lái)越遼闊的市場(chǎng)掃清朝了一小障礙。