钢-CF/PEEK混合轴

热变形降85.7%

结合碳纤维增强聚醚醚酮的低热膨胀和高刚度特性，显著抑制轴的热变形，提升机床精度稳定性。

Ze-Quan, Ding · Luan, Congcong · 姚鑫骅 · Cheng, Lingyu · Yu-Yang, Ji · Niu, Chengcheng · Ning-Guo, Dong · Kai, Zhao · Ruan, Zhibin · 傅建中

Journal of Zhejiang University: Science A 2025

参数信息

短梁剪切强度

80.7 MPa

孔隙率

0.23 %

径向位移减少

85.7 %

轴向位移减少

11.5 %

技术优势

径向变形降低85.7%

周向纤维取向的混合轴相比钢轴径向热位移减少85.7%，有效抑制温度引起的轴心偏移。

轴向变形降低11.5%

交叉纤维取向的混合轴相比钢轴轴向热位移减少11.5%，有助于保持轴向定位精度。

界面结合牢固

最优工艺参数下短梁剪切强度达80.7 MPa，表明CF/PEEK层间结合可靠，不易分层。

孔隙率低至0.23%

最优工艺参数下CF/PEEK样品孔隙率仅0.23%，内部缺陷少，力学性能稳定。

应用场景

• 精密机床主轴：减少热变形引起的加工误差，提高主轴精度保持性。
• 工业机器人关节轴：抑制温度波动下的尺寸变化，保证机器人关节定位重复精度。
• 高精度传动轴：降低热膨胀导致的轴向位移，维持传动系统刚性。
• 航空航天结构件：在宽温域下保持尺寸稳定，减轻结构热应力。