《复合材料工艺与设备》第六章层压成型工艺及设备
《复合材料工艺与设备》第六章层压成型工艺及设备
第六章层压成型工艺及设备6层压成型工艺及设备6.1概述6.1.1层
压工艺的发展现状及前景
课件
6.1.1层压工艺的发展现状及前景
层压工艺：
是指将浸有或涂有树脂的片材层叠，在加热加压条件下，固化成型玻
璃钢制品的一种成型工艺。
起始于30年代，目前在航空、航天、汽车、船舶、电讯等工业广泛
应用。层压成型工艺制品已经成为不可缺少的工程材料之一。主要产品有：玻璃布层压板、木质层压板、棉布层压板、纸质层压板、石棉纤维层压板、复合层压板等。
第六章层压成型工艺及设备6.1.2层压工艺特点及应用
课件
6.1.2层压工艺的特点及应用
工艺特点：
生产的机械化、自动化程度较高；产品质量稳定；但一次性投资较大，适合于批量生产。
层压板可分为：
纸层压板、木层压板、棉纤维层压板、玻璃纤维层压板等品种。电绝
缘部件；薄板适合于各领域；可用于制造齿轮、轴承、皮带轮等结构材料；用于飞机、汽车、船舶、电气工程等领域。
主要应用范围：
例如：复铜箔层压板，用于制造印刷电路板。
第六章层压成型工艺及设备6.2胶布制备工艺及设备6.2.1制备工艺6.2.1.1原材料增强材料：
课件
玻璃布，石棉布，合成纤维布，玻璃毡，石棉毡，石棉纸，牛皮纸等。酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等。
6.2.16.2.1制备工艺
树
脂：
6.2.1.2胶布制备工艺过程玻璃纤维布经化学处理或热处理后，浸渍
树脂胶液，并控制胶含量。在一定温度、时间条件下烘干，使树脂由A阶
转到B阶，即得到需要的玻璃纤维胶布。如P136工艺流程图。
第六章层压成型工艺及设备6.2.1.3胶布制备工艺参数主要有：胶液
粘度、浸胶时间、烘干温度与时间、牵引张力。(1)、胶液粘度课件
一般通过胶液浓度及环境温度来控制。浓度的控制往往采用测试密度
的方法来实现。各种玻璃布所用的胶液密度见P137,表6-1。(2)、浸胶时
间一般控制在15~45,不同的布浸透时间不同。
6.2.16.2.1制备工艺
(3)、张力控制张力大小取决于：布自重、及布与各导向辊之间的摩
擦力。张力要均衡(不能一边松、一边紧),大小要适中，张力太大，布横
向收缩变形，张力太小拉不紧。
第六章层压成型工艺及设备合适的张力可以使布平整地进入胶槽。(4)浸胶布的烘干温度与时间
课件
烘干过程完成的任务是：除去胶布中挥发份；使树脂由A阶转向B阶。
6.2.16.2.1制备工艺
胶布的干燥分两个阶段：第一阶段：取决于表面对流传质；第二阶段：取决于内部扩散。a、温度制度
卧式上胶机：进口段90~110℃,中部烘干段120~150℃,出口段100℃
以下。进出口段30~60℃,中部60~80℃,顶部第三段85~130℃(上下来回
一次)。
立式上胶机：
第六章层压成型工艺及设备b、干燥时间的控制干燥时间取决于若干
因素，t=f(T,w,A,B)T—温度;w—风速;A—树脂状况;B—布状况。通过调
节布的运行速度来调节。
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6.2.16.2.1制备工艺c、气流控制
干燥时间t=L/vL——烘箱有效长度；v——胶布运行速度。通常布面
风速控制在3~4m/。6.2.1.4胶布质量指标及控制方法(1)、含胶量的控制
某1=
W1W2某100%W1
第六章层压成型工艺及设备W1——胶布质量g;W2——坯布质量g;某1——胶布含胶量%。
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6.2.16.2.1制备工艺
一般情况下，卷管用胶布含胶量控制在40~45%;层压板用胶布含胶量
控制在30~40%;而面层胶布含胶量应比内层胶布含胶量稍高。
实际生产中含胶量控制方法：1)、调整胶液粘度；2)、调整浸胶时间；
3)、调节胶辊间距
第六章层压成型工艺及设备(2)、可溶性树脂含量控制某2=
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W1W3某100%W1W2
W3——溶解后胶布质量；某2——可溶树脂含量。可溶性树脂含量通
过对干燥温度、时间调整来控制。烘干温度高、时间长，可溶性树脂含量
降低，反之可溶性树脂含量高；各种胶布的可溶性树脂含量控制指标见
P140,表6-2。
6.2.16.2.1制备工艺
(3)挥发份含量控制某3=
W1W4某100%W1
W4——烘干后胶布质量。
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挥发份含量一般通过调整干燥速度(温度、时间)来实现。干燥温度提高过快，挥发份来不及跑掉会影响胶布质量。挥发份含量的控制范围为：1.5~3%,见表6-2。
6.2.16.2.1制备工艺
(4)流动度控制
流动度是胶布中含胶量，可溶性树脂含量，挥发份含量三项指标的综合反映。它表示树脂固化时的流动性能。流动度是评价胶布性能的专用技术指标。流动度一般控制在20~30mm之间，测定方法见：P141。
第六章层压成型工艺及设备(5)贮存条件
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胶布在室温下存放时，挥发份含量、可溶性树脂含量、流动度三项指标易发生变化。使出现胶布发脆、发粘、流胶等现象。
6.2.16.2.1制备工艺
胶布应存放在干燥室内，贮存的干燥条件见P141,表6-3。
作业：1、层压胶布制备的工艺参数主要有哪些？2、层压胶布的质量指标有哪些？3、简述层压胶布流动度的测定方法。
第六章层压成型工艺及设备6.2.2浸胶设备浸胶机由卧式浸胶机和立
式浸胶机两种。
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6.2.26.2.2浸胶设备
6.2.2.1卧式浸胶机由玻纤布存放装置、干燥装
置(干燥未浸胶玻纤布)、浸胶装置、除尘装置、烘干箱体(烘干胶布)、牵引装置、切割装置、收卷装置等组成。见图6-1。6.2.2.2立式浸胶机
由送布装置、浸胶装置、牵引装置、烘干箱体、除尘装置、热风循环装置、收卷装置等组成。见图6-5。
第六章层压成型工艺及设备6.2.2.3浸胶机的废气处理
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胶布烘干过程中，将有大量有机低分子物，酚醛、甲苯、酒精、二甲
苯等物质排出，有一定毒性，直接排放会污染环境，需要进行处理。
6.2.26.2.2浸胶设备
处理方法：燃烧净化法；冷凝回收法；液体吸收法；固体吸收法。
第六章层压成型工艺及设备6.3层压工艺及设备6.3.1层压工艺
6.3.1.1下料
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6.3.16.3.1层压工艺
通常用连续切割机裁剪。压制厚板时应将布裁的小一些。特别是布的纬向，纬纱收缩性较大，压制时会展开。裁小的比例应由经验和具体实验确定。不同性能胶布应分别堆放，例如：面层布、芯层布。
6.3.1.2配叠(排版或配布)应注意以下几个问题(P147)
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层压工艺
1)、两表面分别用2~3层面层胶布，(面层胶布的含胶量稍高，并掺有内脱模剂);2)、胶布的挥发份含量不宜过大，控制在1~6%,否则应干燥处理;3)、临近面层的10~20层胶布，应选用平整无破损的胶布，更不能搭接。中间部分使用不合格胶布的量也不得超过10%;4)、下料量薄板按张数下料法——实验法确定;厚板按重量下料法——计算法确定。
6.3.16.3.1
第六章层压成型工艺及设备胶布的计算下料量公式如下：G=
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FHd(1+α)
6.3.16.3.1层压工艺
F——板材面积m2;H——板材厚度m;d——板材密度kg/m3;G——板材用料量kg;α——物料损失系数，5mm以下薄板，α取0.02~0.03;厚板α取0.03~0.08。
第六章层压成型工艺及设备6.3.1.3组合顺序如下：
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铁板(较厚)→衬纸→单面钢板→板料→双面钢板→板料→→双面钢板→板料→单面钢板→衬纸→铁板。(1)组合原则对于厚20mm以上的板材应单独压制。
6.3.16.3.1层压工艺
厚、薄板一起压制时，应将薄板排放在两侧，厚板排放在中间，这样对产品质量有利。(2)垫衬材料的作用主要目的：使钢板及板材受压、传热均匀；并起到传热、冷却的缓冲作用。
第六章层压成型工艺及设备6.3.1.4热压层压板的热压过程分为两个阶段：预热预压阶段和热压阶段。1)、预热、预压阶段
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6.3.16.3.1层压工艺
目的是使树脂熔化，除去挥发份，进一步浸渍玻璃布，并使树脂进入凝胶状态。不同类型板材的预压
工艺参数见表6-4,P1482)、热压阶段——从加全压到热压结束几种热压板热压工艺参数见表6-5。
第六章层压成型工艺及设备6.3.1.5冷却脱模关闭热源，通冷却水，在保压状态下冷却。
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冷却时间根据板材厚度确定，一般冷却到50℃以下，除去压力、脱模。板材取出温度过高时，表面易起泡且易翘曲变形。
6.3.16.3.1层压工艺
6.3.1.6后处理
是在烘房内进行的处理程序，目的是使树脂进一步固化。对不同的树
脂后固化处理的温度、时间不同。特别对后阶段固化慢的环氧-酚醛板材，压制定型后，需要在120~130℃,处理48~75h。
第六章层压成型工艺及设备6.3.1.7层压工艺参数
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成型压力、温度、时间是三个最重要的工艺参数。称为三大工艺参数。
(1)成型压力的选定成型压力根据树脂特性、板厚、树脂含量、流动度和
升温速度确定。
6.3.16.3.1层压工艺
(2)层压板热压升温曲线(P150图6-7)预热阶段中间保温阶段分为5
个阶段：升温阶段热压保温阶段冷却阶段
复合材料工艺与设备复习
0常用的增强材料 0常用的树脂基体（包括热塑性、热固性） 0常用的成型工艺 典型的液体成型：树脂传递模塑(RTM)、树脂膜渗透（RFI）、VARTM、VARI、SCRIMP、RLI 典型的热固性树脂成型：模压、喷射、RTM、RIM、拉挤、缠绕… 典型的热塑性成型：挤出、GMT、LFT、注射… 0工艺流程及其特点 0成型工艺参数及其控制 CM 复合材料 FRP 纤维增强塑料 FRTP 纤维增强热塑性塑料 SMC 片状模塑料 DMC 团状模塑料 BMC 块状模塑料 RTM 树脂传递模塑 RIM 反应注射模塑 RRIM 增强反应注射模塑 GMT 热塑性片状模塑料 AS AS树脂，丙烯腈—苯乙烯共聚物 CM是指由两种或两种以上的不同材料，通过一定的工艺复合而成的，性能优于原单一材料的多相固体材料。 高性能：高强度、高模量、耐高温、低密度、轻质高强、力学性能好、耐热性好、介电性能好。有些热防护功能、透波功能、吸波功能、阻尼功能等。 高性能树脂基复合材料的制备： 1）选材好，选用耐热性能、力学性能好的树脂基体； 2）选材好，选用力学性能比较好的碳纤维或者高性能的玻璃纤维； 3）成型方法要选择合适； 4）关键的成型设备要选择好； 5）成型工艺控制好，通过优化成型工艺条件，可以大幅提升材料性能。
第三章夹层结构 由高强度的蒙皮(表层)与轻质芯材组成的一种结构材料。 弥补玻璃钢弹性模量低、刚度差的不足。在同样承载能力下，大大减轻结构的自重。 加芯材的目的：维持两面板之间的距离，使夹层面板截面的惯矩和弯曲刚度增大。 优缺点 泡沫：质量轻、刚度大、保温隔热性能好、强度不高 蜂窝：质量轻、强度大、刚度大//应用：构件尺寸较大、强度要求较高的部件 波板：制作简单，节省材料，但不适用于曲面形状的制品，质量轻、刚度大。 第四章模压成型 ?什么是模压？将一定量的模压料放入金属对模中，在一定温度、压力作用下，固化成型制品的方法。 加热加压的作用：使模压料塑化、流动，充满空腔，并使树脂发生固化反应 模压料的工艺性：流动性、收缩性、压缩性。 流动性。在一定温度和压力下模压料充满模腔的能力。如流动性好，可用较低成型温度、压力，较容易成型复杂制品。过大，会导致树脂流失或纤维局部聚集，制品性能下降。过小，物料不能充满模腔或局部缺料，无法成型。 成型压力↑，剪切速率↑，流动性↑。在较低温度范围内T↑，η↓，流动性↑，T继续升高，流动性↓。在开始一段时间内t↑，流动性↑，继续延长t，流动性↓。分子结构压缩性原材料、模具结构和制品形状、成型工艺条件 ?模压料的组成：短纤维增强材料、树脂基体材料、辅助材料 控制：树脂溶液浓度，纤维长度，浸渍时间，烘干条件 制备：预混、预浸，浸毡法 与质量控制 ?短纤维模压料质量控制指标：树脂含量；挥发物含量；不溶性树脂含量SMC基本组成：不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等混合物浸渍短切玻纤粗纱或玻纤毡，两表面加上保护膜(聚乙烯或聚丙烯薄膜)形成的片状模压成型材料。 SMC的增稠、低收缩作用、 SMC生产工艺：树脂糊制备，上糊操作，纤维切割沉降、浸渍、稠化 及其控制、模压工艺参数 第六章层压成型
复合材料工艺与设备复习资料
《复合材料工艺与设备》简答与论述（▲为重点内容） 原材料、1生产工艺中，浸润剂分为哪几种类型？它们的作用是什么？）（1（概念题里有详解） ▲根据原丝的选择原则，生产常用的原丝种类有哪些？（聚）2（丙烯睛纤维，沥青纤维，粘胶纤维） 手糊成型工艺、2▲根据手糊成型的工艺特点，说明对增强纤维和基体树脂的）1（选择原则及常用制品和树脂的种类？ P12-14高级模具的基本要求？如何制备高级模具？P17-19）（2▲手糊成型工艺对外脱模剂的基本要求？并举例说明外脱）（3模剂的主要类型及应用特点? P20-21 ▲分析手糊成型工艺制品常见缺陷的原因如：表面发粘、气）（4泡、流胶、胶衣层起皱、分层、固化不完全等。 P29-31 、喷射、热压釜工艺、3喷射成型有哪几种形式？ P32）（1喷射成型中垂流与浸渍不良原因是什么？如何防治？ P35（2）热压釜主要结构及装置有哪些？ P41）3（▲与其他工艺相比，有哪些特点？ P49（4）分别是反应注射模塑、增强型反应注射模、工艺？（何为、）5（． 塑、结构反应注射模塑） P51-54
夹层结构工艺 4、夹层结构的特点及应用。 P56-57 1（）聚氨酯泡沫塑料夹芯材料的生产原理。 P66-68（2）金属蜂窝夹芯材料的生产流程。 P61（3）蜂窝夹层结构生产中常见问题和解决方法。 P64 4）（泡沫夹层结构通常有哪几种制造方法。 P66 5）（模压成型工艺、5▲树脂糊包括哪些基本组分？ P83）（1中内脱模剂种类有哪些？作用机理如何？ P91）（2▲常用增稠剂的化学增稠机理如何？ P86）（3▲中低收缩添加剂的作用机理如何？P87（4） 6、层压成型工艺 （1）层压板的主要类型？ P135 （2）▲胶布生产的工艺参数？质量指标？以及相互关系？ P136-139 （3）▲在层压板热压曲线中，各个阶段的作用和目的？ P148（4）如何解决层压板生产中出现的板材翘曲的问题？ P151（5）卷管工艺原理及过程如何？ P156 7、缠绕成型工艺 （1）缠绕成型工艺分为哪几类型？ P159 （2）▲切点法分析缠绕规律的主要内容？ P169 （3）▲纤维缠绕规律的实质是什么？何谓测地线缠绕、线性和发线性缠绕？(概念题型里有详解) （4）▲分析说明缠绕张力制度的内容及缠绕张力对制品性能的
复合材料成型工艺 模压成型工艺
复合材料成型工艺模压成型工艺 模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。 模压成型工艺的主要优点：①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；②产品尺寸精度高，重复性好；③表面光洁，无需二次修饰；④能一次成型结构复杂的制品；⑤因为批量生产，价格相对低廉。 模压成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展，压机吨位和台面尺寸不断增大，模压料的成型温度和压力也相对降低，使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展，目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。 模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种：①纤维料模压法是将经预混或预浸的纤维状模压料，投入到金属模具内，在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。该方法简便易行，用途广泛。根据具体操作上的不同，有预混料模压和预浸料模压法。②碎布料模压法将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块，然后在金属模具中加温加压成型复合材料制品。③织物模压法将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液，然后放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。④层压模压法将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，裁剪成所需的形状，然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。⑤缠绕模压法将预浸过树脂胶液的连续纤维或布（带），通过专用缠绕机提供一定的张力和温度，缠在芯模上，再放入模具中进行加温加压成型复合材料制品。⑥片状塑料（SMC）模压法将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料，然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。⑦预成型坯料模压法先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料，将其放入金属模具中，然后向模具中注入配制好的粘结剂（树脂混合物），在一定的温度和压力下成型。 模压料的品种有很多，可以是预浸物料、预混物料，也可以是坯料。当前所用的模压料品种主要有：预浸胶布、纤维预混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC 等品种。 1、原材料 （1）合成树脂复合材料模压制品所用的模压料要求合成树脂具有：①对增强材料有良好的浸润性能，以便在合成树脂和增强材料界面上形成良好的粘结；②有适当的粘度和良好的流动性，在压制条件下能够和增强材料一道均匀地充满整个模腔；③在压制条件下具有适宜的固化速度，并且固化过程中不产生副产物或副产物少，体积收缩率小；④能够满足模压制品特定的性能要求。按以上的选材要求，常用的合成树脂有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚丁二烯树脂、烯丙基酯、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂等。为使模压制品达到特定的性能指标，在选定树脂品种和牌号后，还应选择相应的辅助材料、填料和颜料。 （2）增强材料模压料中常用的增强材料主要有玻璃纤维开刀丝、无捻粗纱、有捻粗纱、连续玻璃纤维束、玻璃纤维布、玻璃纤维毡等，也有少量特种制品选用石棉毡、石棉织物（布）和石棉纸以及高硅氧纤维、碳纤维、有机纤维（如芳纶纤维、尼龙纤维等）和天然纤维（如亚麻布、棉布、煮炼布、不煮炼布等）等品种。有时也采用两种或两种以上纤维混杂料作增强材料。 （3）辅助材料一般包括固化剂（引发剂）、促进剂、稀释剂、表面处理剂、低收缩添加剂、脱模剂、着色剂（颜料）和填料等辅助材料。 2、模压料的制备
复合材料工艺及设备
1. SMC中低收缩添加剂作用原理？ 低收缩添加剂均为热塑性高分子聚合物。在SMC中，它们有与聚酯相容的组分，有溶于树脂单体中而分散开来的组分，还有以原固态分散开来的组分。当SMC在模具中加热固化时，随体系温度升高，热塑性树脂与聚酯树脂都发生热膨胀，随即聚酯与苯乙烯开始交联聚合。因此，聚酯是在热塑性聚合物施加的内压下固化的，因而就在未能引起整体收缩时被固定下来。这相当于热塑性聚合物产生的热膨胀力阻止了聚酯固化时的收缩。 体系中部分热塑性聚合物相充当了部分聚酯和交联单体的的贮存器。它们的固化反应稍迟。当热塑性聚合物开始固化时，虽然也发生聚合收缩，但由于周围物料已经固化，故与外部物料间形成微孔，这些微孔起了消除应变的作用。而且，此处的收缩只发生在局部，不至引起整体收缩。 溶解或溶胀入热塑性聚合物中的苯乙烯单体受热会沸腾，从而使热塑性聚合物的膨胀压力增高，进一步增强了抵制聚酯收缩的能力。 解决不饱和聚酯收缩的另一种方法是加入液态丙烯酸单体。丙烯酸单体与聚酯不起反应，但是，当聚酯反应方热时，丙烯酸单体发生均居作用并留下泡沫状吸着物。这些泡沫状吸着物生成时的压力阻止了聚酯的聚合收缩。 2.描述拉挤工艺过程。 拉挤是指玻璃纤维粗纱或其织物在外力牵引下，经过浸胶、拉挤成型、加热固化、定长切割，连续生产玻璃钢线型制品的一种方法。它不同于其他成型工艺的地方是外力拉拨和挤压模塑，故称拉挤成型工艺。 拉挤成型工艺流程如下： 玻璃纤维粗纱排布浸胶预成型拉挤模塑及固化 牵引切割制品 无捻粗纱纱团被安置在纱架上，然后引出通过导向辊和集纱器进入浸胶槽，浸渍树脂后的纱束通过预成型模具，它是根据制品所要求的断面形状而配置的导向装置。如成型棒材可用环形栅板，成型管可用芯轴，成型角形材可用相应导向板等。在预成型模中，排挤多余的树脂，并在压实的过程中排除气泡。预成型模为冷模，有水冷却系统。产品通过预成型后进入成型模固化。成型模一般由钢材制成，模孔的形状与制品断面形状一致。为减少制品通过时的摩擦力，模孔应抛光镀铬。如果模具较长，可采用组合模，并涂有脱模剂。成型物固化一般分为两种情况：一是成型模为热模，成型物在模中固化成型；另一种是成型模不加热或给成型物以预热，而最终制品的固化是在固化炉中完成。 3.比较GMT固态冲压法和液态冲压法。 固态冲压成型：冲压成型技术是从金属冲压工艺基础上发展起来的。其工艺过程是按样板将片状模塑料剪切成坯料，然后在加热容器内将料片加热到低于粘流态（融点）温度10～20℃，装入模内，快速合模加压，在70℃模具内冷却脱模，再经修边成制品。固态冲压成 型特点：成型制品形状简单；周期短；成型压力小（一般为1.0 MPa以内）。冲压成型的SMC，可以用连续纤维毡、布增强。 流动态冲压成型：热塑性SMC流动冲压成型适用于成形厚度和密度变化不大（0.5～1.2）、带凸台或加强肋等形状复杂的或带金属预埋件的制品。 流动冲压成型是先将裁成与制品质量相同的坯料，在加热容器内加热到高于树脂融点
复合材料工艺详解(共35页)
复合材料(fù hé cái liào)工艺详解——热固与热塑树脂(shùzhī) 热固性树脂(shùzhī)成型工艺 手糊成型(chéngxíng)工艺（手糊类） 手糊成型：用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺覆成型，室温（或加热）、无压（或低压）条件下固化，脱模制成品的工艺方法。 1.原料： ①树脂：不饱和聚酯树脂，环氧树脂； ②纤维增强材料：玻纤制品（无捻粗纱、短切纤维毡、无捻粗纱布、玻纤细布、单向织物），碳纤维，Kevlar纤维； ③辅助材料：稀释剂，填料，色料。 2.工艺过程： 2.1 原材料准备 2.1.1胶液准备 胶液的工艺性主要指胶液粘度和凝胶时间。 ①手糊成型的胶液粘度控制在0.2Pa·s～0.8Pa·s之间为宜。环氧树脂可加入5%～15%（质量比）的邻苯二甲酸二丁酯或环氧丙烷丁基醚等稀释剂进行调控。 ②凝胶时间：在一定温度条件下，树脂中加入定量的引发剂、促进剂或固化剂，从粘流态到失去流动性，变成软胶状态的凝胶所需的时间。手糊作业前必须做凝胶试验。但是胶液的凝胶时间不等于制品的凝胶时间，制品的凝胶时间不仅与引发剂、促进剂或固化剂有关，还与胶液体积、环境温度与湿度、制品厚度与表面积大小、交联剂蒸发损失、胶液中杂质的混入、填料加入量等有关。 2.1.2增强材料的准备 手糊成型所适用增强材料主要是布和毡。 需要注意布的排向，同一铺层的拼接，布的剪裁。 2.1.3胶衣糊准备 胶衣树脂的性能指标： 外观：颜色均匀，无杂质，粘稠状流体；
酸值：10mgKOH/g～15mgKOH/g（树脂）； 凝胶时间：10min ～15min； 触变指数(zhǐshù)：5.5～6.5； 贮存(zhùcún)时间：25℃ 6个月 2.1.4手糊制品厚度(hòudù)与层数计算 ①手糊制品(zhìpǐn)厚度 t:制品（铺层）的厚度；m：材料质量，Kg/m2；k：厚度常数，mm/(Kg·m-2) 材料厚度常数k表 材料性能 玻璃纤维 E型 S型 C型 聚酯树脂环氧树脂填料-碳酸钙 密度 （Kg/m3） 2.56；2.49；2.45 1.1；1.2；1.3；1.4 1.1；1.3 2.3；2.5；2.9 k [mm/(Kg·m-2)] 0.391；0.402；0.408 0.909；0.837；0.769；0.714 0.909；0.769 0.435；0.400；0.345 ②铺层层数计算 A：手糊制品总厚度，mm； m f：增强纤维单位面积质量，Kg/m2； kf：增强纤维的厚度常数，mm/(Kg·m-2)； kr：树脂基体的厚度常数，mm/(Kg·m-2)； c：树脂与增强材料的质量比； n：增强材料铺层层数。 2.2 糊制 2.2.1表面层（俗称胶衣层） 涂刷刷两遍，方向正交；喷涂距离保持在400-600mm之间。 注意杜绝胶衣层内混入气泡和带入水，喷涂过程中尽量减少苯乙烯的挥发，防 止固化不良。 2.2.2铺层控制
复合材料工艺及设备
第一章 1.复合材料定义：是指两种或两种以上不同材料，用适当的方法复合成一种材料，其性能比单一材料性能优越。依据基体材料不同，分为金属基复合材料，非金属基复合材料，树脂基复合材料 2.复合材料最大特点，是性能具有可设计性。影响复合材料性能的因素很多，主要取决于增强材料的性能，含量及分布状况，基体材料的性能和含量，以及它们之间的界面结合状况。 3.树脂基复合材料的使用温度一般为60 摄氏度到250 摄氏度；金属基复合材料为400 摄氏度到600 摄氏度；陶瓷基复合材料为1000 摄氏度到1500 摄氏度。复合材料硬度主要取决于基体材料的性能，一般硬度为陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料 4.就力学性能而言，复合材料的力学性能取决于增加材料的性能，含量和分布，以及基体材料的性能和含量。 复合材料的耐自然老化性能，取决于基体材料的性能和与增加材料的界面粘结。一般优劣 次序为，陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料。 导热性能的优劣比较为：金属基复合材料大于陶瓷基复合材料大于树脂基复合材料。 5.选择成型方法时应考虑： ①产品外形构造和尺寸大小 ②材料性能和产品质量要求 ③生产批量大小及供给时间〔允许的生产周期〕要求 ④企业可能供给的设备条件及资金 ⑤综合经济效益，保证企业盈利 其次章 1.手糊成型：又称接触成型。是用纤维增加材料和树脂胶液在模具上铺敷成型，室温〔或加热〕，无压〔或低压〕条件下固化，脱模成制品的工艺方法。 手糊成型按成型固化压力可分为两类：接触压和低压〔接触压以上〕。前者为手糊成型，喷射成型。后者包括对模成型，真空成型，袋压成型，热压釜成型，树脂传递模塑〔RTM〕和反响注射模塑〔RIM〕成型。 2.聚合物基体的选择：能配置成粘度适当的胶液，适宜手糊成型的胶液粘度为200-500 厘泊聚合物集体包括不饱和聚酯树脂，环氧树脂和关心材料。其中，关心材料包括稀释剂〔分为活性稀释剂和非活性稀释剂〕，填料〔在糊制垂直或倾斜面层时，为避开“流胶”，可在树脂中参与少量活性SiO2处变剂〕，色料。 3.增加材料包括玻璃纤维〔E-玻璃纤维，也称无碱纤维；C-玻璃纤维；A-玻璃纤维，有碱纤维；S-玻璃纤维，高强纤维；M-高弹玻璃纤维；L-防辐射玻璃纤维〕，碳纤维〔聚丙烯腈纤维，沥青纤维，粘胶纤维〕，Kevlar纤维。 玻璃纤维制品：玻璃纤维无捻粗纱，短切纤维毡，无捻粗砂布，玻璃纤维细布，单向织物4.手糊成型模具分为单模和对模。单模分为阳模和阴模。 玻璃钢高级模具：用玻璃钢制作，可获得“镜面效果”的，高光泽度，高平坦度手糊制品 的模具。 高级模具的要求： （1）具有足够的强度、刚度。 （2）具有确定硬度、耐热性能承受树脂固化放热的收缩作用。 （3）工作面外形尺寸准确，外表平顺，无潜藏气泡和针孔。 （4）光泽度到达80-90 光泽单位或者目测有清楚的镜面反光。 （5）抛光后模具外表残留划痕度小于0.1μm。
《复合材料工艺与设备》第六章层压成型工艺及设备
《复合材料工艺与设备》第六章层压成型工艺及设备 第六章层压成型工艺及设备6层压成型工艺及设备6.1概述6.1.1层 压工艺的发展现状及前景 课件 6.1.1层压工艺的发展现状及前景 层压工艺： 是指将浸有或涂有树脂的片材层叠，在加热加压条件下，固化成型玻 璃钢制品的一种成型工艺。 起始于30年代，目前在航空、航天、汽车、船舶、电讯等工业广泛 应用。层压成型工艺制品已经成为不可缺少的工程材料之一。主要产品有：玻璃布层压板、木质层压板、棉布层压板、纸质层压板、石棉纤维层压板、复合层压板等。 第六章层压成型工艺及设备6.1.2层压工艺特点及应用 课件 6.1.2层压工艺的特点及应用 工艺特点： 生产的机械化、自动化程度较高；产品质量稳定；但一次性投资较大，适合于批量生产。 层压板可分为：
纸层压板、木层压板、棉纤维层压板、玻璃纤维层压板等品种。电绝 缘部件；薄板适合于各领域；可用于制造齿轮、轴承、皮带轮等结构材料；用于飞机、汽车、船舶、电气工程等领域。 主要应用范围： 例如：复铜箔层压板，用于制造印刷电路板。 第六章层压成型工艺及设备6.2胶布制备工艺及设备6.2.1制备工艺6.2.1.1原材料增强材料： 课件 玻璃布，石棉布，合成纤维布，玻璃毡，石棉毡，石棉纸，牛皮纸等。酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等。 6.2.16.2.1制备工艺 树 脂： 6.2.1.2胶布制备工艺过程玻璃纤维布经化学处理或热处理后，浸渍 树脂胶液，并控制胶含量。在一定温度、时间条件下烘干，使树脂由A阶 转到B阶，即得到需要的玻璃纤维胶布。如P136工艺流程图。 第六章层压成型工艺及设备6.2.1.3胶布制备工艺参数主要有：胶液 粘度、浸胶时间、烘干温度与时间、牵引张力。(1)、胶液粘度课件
复合材料成型工艺及应用
复合材料成型工艺及应用 引言 复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。复合材料的成型工艺对于材料的性能和应用具有重要影响。本文将深入探讨复合材料成型工艺及其应用。 成型工艺 1. 碳纤维复合材料成型工艺 碳纤维复合材料是一种常见的复合材料，其成型工艺有以下几个步骤： 1.原材料准备 –碳纤维布预浸树脂 –模具 2.布料叠层 –将预浸树脂的碳纤维布按照设计要求叠加在一起 3.真空吸气 –将叠层的碳纤维布放置在真空袋内 –利用真空泵抽取袋内空气，将袋与布料牢固贴合 4.热固化 –将真空吸气后的碳纤维布置于热压机中进行热固化 –在一定的温度和压力下，树脂固化和纤维之间形成牢固的结合 2. 玻璃纤维复合材料成型工艺 玻璃纤维复合材料是另一种常用的复合材料，其成型工艺包括以下步骤： 1.玻璃纤维制备 –将原始玻璃熔融并通过喷丝机进行拉伸成细长纤维 2.纤维增强 –将玻璃纤维与树脂混合物浸渍，使纤维饱和 3.成型
–将纤维增强的玻璃纤维复合材料放置在模具中 –利用压力或真空将复合材料与模具表面充分接触 4.固化 –在一定的温度和时间下，树脂固化并与玻璃纤维形成牢固结合 应用领域 复合材料因其独特的性能，广泛应用于以下领域： 1. 航空航天业 复合材料在航空航天业中具有重要地位。其轻量化和高强度的特性，使其成为航空器结构中的关键材料。例如，飞机机翼、机身和尾翼等部件都采用碳纤维复合材料制造，以提高飞行性能和燃油效率。 2. 汽车工业 复合材料在汽车工业中的应用越来越广泛。通过使用复合材料，汽车的整体重量可以降低，燃油效率可以提高。此外，复合材料还能提供更好的碰撞安全性能和外观设计自由度。 3. 建筑业 复合材料在建筑业中的应用也越来越受欢迎。由于其轻质、高强度和耐腐蚀性能，复合材料可以用于建筑结构、墙体和屋顶等部件的制造。同时，复合材料还能提供独特的外观效果，满足建筑设计的需求。 4. 化工工业 复合材料在化工工业中的应用主要体现在储罐、管道和设备等方面。由于其良好的耐腐蚀性能和化学稳定性，复合材料可以替代传统的金属材料，降低维护成本并延长使用寿命。 结论 复合材料成型工艺对于材料的性能和应用具有重要影响。碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料是常见的复合材料类型，它们分别采用不同的成型工艺。复合材料的应
复合材料工艺及设备课程设计
复合材料工艺及设备课程设计 一、课程设计背景 随着科技的不断发展和进步，人们对产品质量、性能、外观的要求也越来越高。而复合材料具有轻量化、高强度、耐热、耐腐蚀等优点，已经成为现代制造业的重要材料之一。因此，复合材料工艺及设备的研究和应用也变得越来越重要。 在高等教育教学中，为了培养有创新精神的工程人才，需要开设与时俱进的复 合材料工艺及设备课程，以适应现代制造业的发展需求。因此，本课程设计旨在让学生了解复合材料的特点、分类、加工工艺、常见工艺设备，以及熟悉复合材料制品的生产流程和标准。 二、课程设计目标 1.让学生了解复合材料的原理、分类、特性以及广泛应用的领域； 2.让学生掌握常见的复合材料加工工艺，并能够根据具体情况选取合适 的加工工艺； 3.让学生了解并熟悉常用的复合材料工艺设备的组成、原理及应用； 4.让学生通过课程设计的实践环节，了解并掌握复合材料制品的生产流 程和标准，并能够进行质量控制和评估。 三、课程设计内容 1.复合材料的原理、分类、特性及应用领域介绍； 2.常见的复合材料加工工艺及其优缺点的比较分析； 3.常见的复合材料加工工艺设备的组成、原理及应用； 4.复合材料制品的生产流程、工艺标准及常见缺陷分析； 5.课程设计实践环节，对一种复合材料制品进行生产流程的规划、制定 标准、质量控制和评估。
四、课程设计要求 1.学生需要阅读相关的课程教材和文献资料，掌握课程的相关知识； 2.学生需要利用课外时间，进行复合材料加工工艺及设备的应用实验； 3.学生需要结合实际情况，选取一种复合材料制品，进行生产流程的规 划、标准制定、质量控制和评估； 4.学生需要在规定的时间内完成设计报告，并进行展示和答辩。 五、课程设计评分标准 1.对复合材料的原理、分类、特性及应用领域的总结和分析，占总分的 20%； 2.对复合材料加工工艺及其设备的说明和比较分析，占总分的20%； 3.对复合材料制品生产流程的规划、标准制定、质量控制和评估的实践 报告，占总分的40%； 4.设计报告的撰写质量和展示答辩的能力，占总分的20%。 六、总结 通过对复合材料工艺及设备课程设计的分析，我们可以发现，这门课程将学生的理论知识和实践技能结合在一起，把复合材料的理论和实际应用联系起来，培养学生的创新能力和实践动手能力。同时，这门课程也为未来复合材料制造业的发展培养了更多的优秀人才。
复合材料成型工艺与设备教学大纲
《复合材料成型工艺与设备》教学大纲 课程编号：B03080500 课程名称：复合材料成型工艺与设备 英文名称：Forming Technology and Facility for Composites 课程性质：限选课 学时/学分：32/2 考核方式：平时成绩（10%）与期末闭卷综合考试（90%）相结合 选用教材：《复合材料工艺及设备》，刘雄亚、谢怀勤主编，武汉理工大学出版社，1994年 先修课程：《高分子化学》、《高分子物理》、《高分子材料分析与测试方法》、《复合材料学》、《复合材料聚合物基体》、《复合材料导论》、《高聚物合成工艺学》、《高分子材料流变学》 后继课程：《复合材料工程实验》、《纳米复合材料》、《功能复合材料》、《高分子材料与环境安全》、《复合材料与工程前沿》、《复合材料工程课程设计》 适用专业及层次：复合材料与工程，本科 一、课程目标 通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 1.能将工程基础和专业知识用于解决复合材料制造和应用及相关领域的复杂工程问题。 2.能对复合材料基体聚合物、增强材料及成型工艺进行设计/开发，并进行优选。能够用图纸、报告或实物等形式，呈现设计/开发成果。 3.能够基于科学原理对复合材料基体合成和固化、制品性能和成型工艺制定实验方案。 4.了解国内外复合材料成型工艺及设备现状和最新发展趋势，能够理解最新的工艺技术并将其和复合材料制品的性能相结合。
三、教学基本内容 第一章：绪论（支撑课程目标4） 1.1 复合材料发展概况 1.2 复合材料的基本性能 1.3 复合材料的成型工艺 1.4 选择成型工艺方法的原则 要求学生：了解复合材料发展概况、复合材料基本性能、从总体上了解复合材料的工艺方法；掌握选择复合材料成型工艺方法原则
《复合材料工艺》课程教学大纲(本科)
复合材料工艺 Composites Technology 课程代码：07410096 学分：2 学时：32 （其中：课堂教学学时：32 实验学时：0 上机学时：0 课程实践学时:0） 先修课程：材料科学基础，材料工程基础 适用专业：复合材料与工程 教材：《复合材料工艺及设备》，刘雄亚主编，武汉理工大学出版社，1994年第一版 一、课程性质与课程目标 （一）课程性质 复合材料工艺是复合材料专业的一门专业方向必修课程。通过该课程的学习，使学生掌握生产中材料的选用、各种成型工艺方法、成型工艺原理、复合材料工艺配方设计、成型设备等方面的系统知识。 （二）课程目标 课程目标1：使学生掌握复合材料的制备原理和生产过程、工艺流程的共性和特点。 课程目标2：使学生对复合材料材料的性能、工艺过程、设计原则及应用有较全面地了解。课程目标3：使学生掌握复合材料生产使用设备工作原理、结构以及维护保养。 （三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系 本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点： 1.毕业要求1-4: 掌握复合材料专业知识，能够用于复杂工程问题的分析和求解。 2.毕业要求3-1：能够针对复合材料与工程工艺流程中的某一单元确定技术路线、设计生 产工艺。 3.毕业要求6-2：了解复合材料与工程专业领域相关的技术标准、知识产权、产业政策和 法律法规。
二、课程内容与教学要求 第一章 （一）课程内容 1）复合材料的发展概况；复合材料的基本性能； 2）复合材料成型工艺的种类；选择成型工艺方法的原则。 （二）教学要求 1）了解复合材料的发展历史及今后发展方向、复合材料成型工艺的种类。 2）掌握复合材料的基本性质、选择成型工艺方法的原则。 （三）重点与难点 1. 重点 1）复合材料的定义，复合材料主要性能特点。 2. 难点 1）选择成型工艺方法的原则。 第二章 （一）课程内容 1）原材料选择；手糊成型模具与脱模剂； 2）手糊成型工艺过程； 3）喷射成型工艺及设备；热压釜；树脂传递模塑；反应注射模塑。 （二）教学要求 1）掌握手糊成型工艺、夹层结构成型工艺、模压成型工艺、层压工艺、缠绕工艺、拉挤成型工艺； 2）了解注射成型工艺的主要工艺过程与复合原理和这些工艺的主要成型设备。 （三）重点与难点 1. 重点
复合材料工艺技术
复合材料工艺技术 复合材料工艺技术大全 复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。下面是店铺为大家整理的复合材料工艺技术大全，欢迎大家阅读浏览。 层压及卷管成型工艺 1层压成型工艺层压成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后，放入两个抛光的金属模具之间，加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在，印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。 层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材，具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点，但一次性投资较大，适用于批量生产，并且只能生产板材，且规格受到设备的限制。 层压工艺过程大致包括：预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。 2卷管成型工艺卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品成型方法，其原理是借助卷管机上的热辊，将胶布软化，使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下，辊筒在运转过程中，借助辊筒与芯模之间的摩擦力，将胶布连续卷到芯管上，直到要求的厚度，然后经冷辊冷却定型，从卷管机上取下，送入固化炉中固化。管材固化后，脱去芯模，即得复合材料卷管。 卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。其基本过程是：首先清理各辊筒，然后将热辊加热到设定温度，调整好胶布张力。在压辊不施加压力的情况下，将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈，然后放下压辊，将引头布贴在热辊上，同时将胶布拉上，盖贴在引头布的加热部分，与引头布相搭接。引头
《复合材料工艺及设备》教学大纲
《复合材料工艺及设备》教案大纲 一、课程基本信息 课程名称（中、英文）：《复合材料工艺及设备》 （） 课程号（代码）： 课程类别：专业选修课 学时：学分： 二、教案目的及要求 复合材料是材料科学中一支新秀，它广泛用于国民经济的各个领域，对尖端科学技术的发展起到了重大作用。 根据国内外复合材料工业和科学的发展现状，从创建复合材料学科理论的高度出发，以培养复合材料工业和研究实用人才入手，本课程系统地介绍了各类复合材料的工艺原理、成型方法及生产设备。根据复合材料工业的发展现状，本书总结了国内外的最新成就，重点介绍树脂基复合材料的各种成型方法，生产设备及连接加工等。 对毕业要求及其分指标点支撑情况： （1）毕业要求，分指标点； （2）毕业要求，分指标点； （3）毕业要求，分指标点。 三、教案内容（含各章节主要内容、学时分配） 第一章绪论（学时） 简要介绍复合材料的成型工艺及原则，复合材料设备的基本内容。使学生对本课程的学习内容和学习方法建立整体概念。 要点：复合材料的成型工艺 选择成型工艺方法的原则 课程学习的目的、方法、要求 第二章手糊成型工艺及设备（学时） 使学生对复合材料手糊成型工艺及设备有较系统、深刻的理解。 1、原材料选择
要点：选择原则 、手糊成型模具与脱模剂 要点：模具 脱模剂 、手糊工艺（学时） 要点：手糊工艺 、喷射成型工艺及设备 、热压釜 、树脂传递模塑与反应注射模型（学时） 、小结 归纳、讨论第二章基本概念和作业中的问题 第三章夹层结构成型工艺及设备（学时） 详细阐述夹层结构成型工艺及设备，使学生较系统地掌握复合材料夹层结构特点。、概述 要点：夹层结构成型工艺及设备的关系 、蜂窝夹层结构制造工艺及设备（学时） 要点：夹层结构制造工艺及设备 、泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备（学时） 要点：泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备 第四章模压成型工艺（学时） 讲述复合材料模压成型工艺方法，介绍其特点和进展。 、概述 要点：复合材料模压成型工艺 、模压料 、成型工艺（学时） 要点：成型工艺的特点 、模压工艺（学时） 要点：复合材料模压工艺的特点
复合材料的成型工艺
复合材料的成型工艺 图1:热固性复合材料最基本的制备方法是手糊，通常包括将干层或半固化片层用手铺设到 模具上， 形成一个积层。图中展示的是自由宇航公司的技术员(佛罗里达州墨尔本)正在通过手糊工 艺 加工一个碳/环氧预浸料，将用于制造通用航空飞机部件。资料来源：自由宇航公司 在复合材料的加工成型过程中会使用一系列模具，用来给未成形的树脂及其纤维增强材料提供一个成型的平台。手糊(hand layup)成型是热固性复合材料最基本的制备方法，即通过人工将干层或半固化片层铺设到模具上，形成一个积层。铺层方式分为两种：一种称为干法铺层，是先铺层后将树脂浸润(例如，通过树脂渗透方式)到干铺层上的方式，另一种方式是湿法铺层，即先浸润树脂后铺层的顺序。 现在普遍使用的固化方式可以分为以下几种：最基本的是室温固化。不过，如果提高固化温度的话，固化进程也会相应加快。比如通过烤箱固化，或使用真空袋(vacuum ba g)通过高压釜固化。如果采用高压釜固化的话，真空袋内通常会包含透气膜，被放置在经手糊的半成型制品上，再连接到高压釜上，等最终固化完成后再将真空袋撤去。在固化过程中，真空袋的作用是将产品密封在模具和真空袋之间，通过抽真空对产品均匀加压，将产品中汇总的气体排出，从而使产品更加密实、力学性能更好。
图2：热压釜独有的高温和高压条件使其成为完成热固性树脂零部件的固化的重要工具。 控制软件的改进则能够帮助经营者提高35-40%的生产量。同时，一些新的树脂配方正在 开发当中，将通过低压固化处理。图中是Helicomb国际公司(俄克拉荷马州塔尔萨)的一 名操作人员正在使用高压釜进行固化处理。来源：Helicomb国际公司 许多高性能热固性零件都需要在高热高压的条件下完成固化。但是高压釜(Autocl aves)的设备成本和操作成本都较昂贵。采购高压釜设备的制造商通常会一次性固化一定数量的部件。对于高压釜的温度，压力，真空和惰性气体(inert atmosphere)等一系列参数，计算机系统能帮助实现远程甚至无人监控和检测，并最大限度地提高该技术的利用效率。 在加温固化的时候，温度首先由局部升起，再逐渐达到整体均匀的效果，然后按照设定值保持一定的时间直至初步固化完成。但是，不能忽视的一步是冷却，温度必须缓缓下降至室温，这是为了避免由于不均匀的热胀冷缩而导致部件的失真或变形。当固化完成之后，部件要进行脱模处理，另外还有一些部件还要经过二级独立后固化(postcure)处理，在此期间的温度通常比初始固化的温度高，目的是为了提高树脂材料的交联密度(crosslink density)，从而获得更好的材料性能。 电子束(Electron-beam)固化是一种适用于薄层板的有效的固化技术。电子束固化是通过电子流对手糊成型的复合材料产生电离辐射，在辐射敏感型树脂中产生聚合和交联反应(crosslinking reaction)。X射线和微波固化技术的工作方式与此类似。此外，还有紫外线(UV)固化，该程序是利用紫外线辐射来激活热固性树脂中的光引发剂(photoinit iator)，从而引发交联反应。紫外线固化需要光渗透树脂和增强材料。紫外线(UV)或电子束(E-beam)是辐射固化的一种先进手段，能够引发具有化学活性的液体配方，在基体表面实现快速反应的固化过程，这正是区别于传统热固化技术的最大特点。紫外线与电子束虽
2.碳纤维复合材料常用制作工艺与注意事项
碳纤维复合材料常用制作工艺主要有以下几种： 1. 手糊成型工艺：在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣，将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上，刷涂或喷涂树脂体系胶液，达到需要的厚度后，成型固化、脱模。手糊工艺适用于石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域，但其缺点是质地疏松、密度低，制品强度不高，而且主要依赖于人工，质量不稳定，生产效率很低。 2. 喷射成型工艺：属于手糊工艺低压成型中的一类，使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后，压缩空气喷洒在模具上，达到预定厚度后，再手工用橡胶锟按压，然后固化成型。喷射成型工艺用于制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层，改进了手糊成型，提高了工作效率。 3. 层压成型工艺：将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化，这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备，并根据树脂的流变性能，进行改进与完善。层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材，具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点，但是设备一次性投资大。 4. 缠绕成型工艺：将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上，然后固化、脱模成为复合材料制品。缠绕成型工艺特别适用于制作圆柱体和空心器皿。 5. 挤拉成型工艺：先将碳纤维完全浸润，通过挤拉除去树脂和空气，然后在炉子里固化成型。这种方法简单，适用于制备棒状、管状零件。 在制作碳纤维复合材料时，需要注意以下事项： 1. 设计模具：根据产品设计要求，制作出具有相应形状和尺寸的模具，通常采用数控加工等技术。 2. 确定布料：根据设计要求，选择合适的碳纤维布料和树脂体系。 3. 预浸料制备：将碳纤维布料与树脂混合均匀，制备成预浸料。 4. 成型工艺：根据产品特点和设计要求，选择合适的成型工艺，如手糊成型、喷射成型、层压成型、缠绕成型或挤拉成型等。 5. 固化：将成型后的复合材料进行固化，通常采用热压罐固化、热风循环固化或红外线固化等方法。 6. 脱模：固化后的复合材料需要从模具中脱出，注意避免变形和损伤。 7. 后处理：对脱模后的复合材料进行后处理，如切割、研磨、钻孔等，以满足产品使用要求。
复合材料模压成型工艺与应用技术
复合材料模压成型工艺与应用技术 【摘要】随着复合材料生产水平和成型效率的提高，在各行各业已经取得了 广泛的应用。通过分析SMC、WCM、PCM三种模压成型工艺的工艺特点和关键技术，对三种高效率成型工艺的应用场景进行了对比。总结而言，通过结构统型扩大单 件产量需求，采用高效率模压成型工艺实现自动化生产，将进一步降低复合材料 部件的制造成本。 【关键词】复合材料；高效率；低成本；模压成型 1.引言 以碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等为代表的纤维增强复合材料，具备高比强度、高比模量、高耐候的优异特性,是目前最理想、应用最广泛的轻量化材料之一。随着国内复合材料生产水平的提高以及成型效率的提升，复合材料越来越广 泛地被各行各业接受。在很多应用场景下，复合材料结构全生命周期的应用成本 或低于金属结构。 面对汽车、风电、轨道交通等大批量应用场景，生产效率对成本的影响尤为 关键。复合材料的成型工艺为重要环节，高效低成本成型工艺的应用将直接降低 部件的生产制造成本。复合材料模压成型工艺是典型的高效成型工艺之一，具备 以下优势：1.生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；2.产品尺寸精度高， 可重复性好；3.制品的内应力很低，且翘曲变形也很小，机械性能较稳定；4.表 面光洁度高，无需二次加工；5.可在一给定的模板上放置模腔数量较多的模具， 生产率高；6.原材料的损失小，不会造成过多的损失（通常为制品质量的2%-5%）；7.能一次成型结构复杂的制品；8.模腔的磨损很小，模具的维护费用较低。同时模压成型也存在一定的不足：1.不适用于存在凹陷、侧面倾斜等的复杂制品； 2.在制作过程中，完全充模存在一定的难度； 3.模具制造较为复杂，投资较大； 4.产品尺寸受压机限制，一般只适合制造中小型复合材料制品。
层压工艺原理及过程
层压工艺原理及过程 一、原理介绍 层压工艺是一种将多层材料通过压力和热力相结合的方式进行粘合的工艺。它主要利用了材料在高温下容易变形的特性，通过压力将多层材料紧密地粘合在一起，形成一个坚固的复合材料结构。层压工艺广泛应用于制造各种复合材料制品，如电路板、玻璃钢制品、船舶制品等。 二、层压工艺过程 1. 准备工作：首先，需要准备好所需的材料和工具。根据产品的要求选择合适的基材和粘合剂，同时准备好压力机和加热设备。 2. 材料处理：将所选材料按照产品的要求进行切割和处理。通常情况下，材料需要按照一定的尺寸和形状进行切割，并进行表面处理以增强粘合性能。 3. 堆叠层压：将处理好的材料按照一定的顺序和层次进行堆叠。在堆叠过程中，需要根据产品要求在不同层之间加入粘合剂。粘合剂可以是固态的或液态的，根据不同的粘合剂，可以采用不同的加热方式。 4. 加热压实：将堆叠好的材料放入预热好的压力机中，施加一定的压力并加热。加热的目的是使粘合剂能够在高温下熔化，从而使材
料能够更好地粘合在一起。压力的作用是使材料能够更加紧密地结合在一起，并消除可能存在的气泡和空隙。 5. 冷却固化：在加热压实过程完成后，需要将材料冷却至室温。冷却的过程中，粘合剂会逐渐固化，形成坚固的粘合点。冷却时间的长短取决于所使用的粘合剂的特性和产品的要求。 6. 后续处理：在层压工艺完成后，还需要进行后续的处理。这可能包括修整、打磨、涂漆等步骤，以使最终产品符合要求。 三、层压工艺的优点 1. 强度高：层压工艺可以使多层材料紧密地结合在一起，形成一个坚固的结构。这样可以提高产品的强度和稳定性。 2. 轻量化：由于层压工艺可以在不增加材料重量的情况下提高产品强度，因此可以实现产品的轻量化设计。这对于一些对重量要求较高的领域，如航空航天、汽车等行业具有重要意义。 3. 多样性：层压工艺可以灵活地应用于不同的材料和产品。通过选择不同的基材和粘合剂，可以满足各种不同产品的要求。 4. 可靠性：层压工艺可以提供可靠的粘合点，使产品具有较好的耐久性和抗冲击性。 5. 环保性：层压工艺可以使用一些环保材料和粘合剂，减少对环境
复合材料成型设备
复合材料成型设备 目录 一、复合材料是什么 (2 二、复合材料主要成型工艺 (2 三、复合材料的发展现状 (4 四、复合材料的应用领域 (5 五、复合材料成型设备 (7 一、复合材料是什么 复合材料,是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。 复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 二、复合材料主要成型工艺 1、手糊成型 手糊成型工艺是复合材料最早的一种成型方法,也是一种最简单的方法, 也是一种最简单的方法,其具体工艺过程如下:首先,在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物,再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物,用刷子、压辊或刮刀压挤织物,使其均匀浸胶并排除气泡后,再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物,反复上述过程直至达到所需厚度为止。然后,在一定压力作用下加热固化成型(热压成型或者利用树脂
体系固化时放出的热量固化成型(冷压成型,最后脱模得到复合材料制品。为了得到良好的脱模效果和理想的制品,同时使用几种脱模剂,可以发挥多种脱模剂的综合性能。 优点: ➢不受产品尺寸和形状限制,适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产;➢设备简单、投资少、设备折旧费低; ➢工艺简单; ➢易于满足产品设计要求,可以在产品不同部位任意增补增强材料; ➢制品树脂含量较高,耐腐蚀性好。 缺点: ➢生产效率低,劳动强度大,劳动卫生条件差; ➢产品质量不易控制,性能稳定性不高; ➢产品力学性能较低。 2、模压成型工艺 模压成型工艺是一种古老的技术,早在20世纪初就出现了酚醛塑料模压成型。模压成型是一种对热固性树脂和热塑性树脂都适用的纤维复合材料成型方法。模压成型工艺过程将定量的模塑料或颗粒状树脂与短纤维的混合物放入敞开的金属对模中,闭模后加热使其熔化,并在压力作用下充满模腔,形成与模腔相同形状的模制品;再经加热使树脂进一步发生交联反应而固化,或者冷却使热塑性树脂硬化,脱模后得到复合材料制品。 优点: