碳纤维与PMI（聚甲基丙烯酰亚胺）泡沫芯复合的成型工艺，本质上是“碳纤维预浸料/织物+ PMI泡沫芯+高温固化/共固化”的一类夹层结构制造技术。PMI泡沫因其抗热性好（可耐180–220℃以上）、强度高、闭孔率高，常用于风电、轨道交通等轻量化部件。

下面按典型工艺流程说明：

一、原材料准备

1、PMI泡沫芯材

按设计厚度（常见5–80 mm）和密度（常见30–200 kg/m³）选用；

需进行热预处理（conditioning ）：在高于使用温度10–20℃下烘数小时，去掉吸附水分，避免固化时鼓泡。

2、碳纤维材料

碳纤维预浸料（环氧/双马/酚醛等体系）；

或碳纤维织物+树脂infusion体系（用于液态成型）。

3、辅佐材料

脱模布、隔离膜、透气毡、真空袋膜等。

二、典型成型工艺路线

路线1：热压罐共固化

适用于预浸料+ PMI泡沫

1、芯材加工

CNC铣削PMI泡沫至型面；

必要时开透气/排气孔（深腔或大面积时避免真空失效）。

2、铺层组装

模具上先铺碳纤维预浸料（面板）；

放置PMI泡沫芯；

再铺另一侧碳纤维预浸料；

组合成“碳纤面板–PMI–碳纤面板”夹层板。

3、真空封装

包真空袋，抽真空，确认无泄漏。

4、固化

进热压罐；

典型曲线：80–100℃预热除气→升温至固化温度（如120–180℃）→加压（0.3–0.7 MPa）保压固化→冷却脱模。

5、后处理

脱模、切边、无损检测（超声/C扫描）。

路线2：真空袋常温/升温固化（非罐压）

适用于低温固化预浸料或样板

只在真空压力下固化；

对PMI泡沫抗压要求低时使用

设备成本低，但致密性和性能略差。

路线3：RTM / VARI（液态成型+PMI芯）

适用于大件、复杂曲面

1、PMI泡沫做成芯，表面可打孔或开槽；

2、碳纤维织物包覆泡沫，合模或真空袋封装；

3、注入环氧树脂并固化；

4、树脂同时浸润碳布并与泡沫粘结。

路线4：模压成型（SMC/单向板类）

将碳纤预浸料与PMI泡沫放入金属模；

高温高压短时固化；

适合批量、规则件。

三、关键工艺控制点

PMI泡沫抗热匹配：固化温度须低于泡沫热变形温度；

防潮：PMI吸湿后高温易起泡；

压力均匀：避免泡沫被压塌；

排气通道：避免夹层内残气；

粘接性：必要时在泡沫表面做涂层或采用增粘层（脲醛/环氧底涂）。

四、典型应用

飞机雷达罩、舵面、地板；

高铁裙板、车头罩；

风电叶片根部/抗剪腹板；

无人机机翼、卫星结构件。