热塑性复合材料成型工艺

热塑性复合材料成型工艺
热塑性复合材料成型工艺

热塑性复合材料成型工艺

热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称,国外称FRTP (Fiber Rinforced Thermo Plastics)。由于热塑性树脂和增强材料种类不同,其生产工艺和制成的复合材料性能差别很大。

从生产工艺角度分析,塑性复合材料分为短纤维增强复合材料和连续纤维增强复合材料两大类:(1)短纤维增强复合材料①注射成型工艺;②挤出成型工艺;③离心成型工艺。(2)连续纤维增强及长纤维增强复合材料①预浸料模压成型;②片状模塑料冲压成型;③片状模塑料真空成型;④预浸纱缠绕成型;⑤拉挤成型。

热塑性复合材料的特殊性能如下:

(1)密度小、强度高热塑性复合材料的密度为1.1~1.6g/cm3,仅为钢材的1/5~1/7,比热固性玻璃钢轻1/3~1/4。它能够以较小的单位质量获得更高的机械强度。一般来讲,不论是通用塑料还是工程塑料,用玻璃纤维增强后,都会获得较高的增强效果,提高强度应用档次。

(2)性能可设计性的自由度大热塑性复合材料的物理性能、化学性能、力学性能,都是通过合理选择原材料种类、配比、加工方法、纤维含量和铺层方式进行设计。由于热塑性复合材料的基体材料种类比热固性复合材料多很多,因此,其选材设计的自由度也就大得多。

(3)热性能一般塑料的使用温度为50~100℃,用玻璃纤维增强后,可提高到100℃以上。尼龙6的热变形温度为65℃,用30%玻纤增强后,热形温度可提高到190℃。聚醚醚酮树脂的耐热性达220℃,用30%玻纤增强后,使用温度可提高到310℃,这样高的耐热性,热固性复合材料是达不到的。热塑性复合材料的线膨胀系数比未增强的塑料低1/4~1/2,能够降低制品成型过程中的收缩率,提高制品尺寸精度。其导热系数为0.3~0.36W(㎡·K),与热固性复合材料相似。

(4)耐化学腐蚀性复合材料的耐化学腐蚀性,主要由基体材料的性能决定,热塑性树脂的种类很多,每种树脂都有自己的防腐特点,因此,可以根据复合材料的使用环境和介质条件,对基体树脂进行优选,一般都能满足使用要求。热塑性复合材料的耐水性优于热固性复合材料。

(5)电性能一般热塑性复合材料都具有良好的介电性能,不反射无线电电波,透过微波性能良好等。由于热塑性复合材料的吸水率比热固性玻璃钢小,故其电性能优于后者。在热塑性复合材料中加入导电材料后,可改善其导电性能,防止产生静电。

(6)废料能回收利用热塑性复合材料可重复加工成型,废品和边角余料能回收利用,不会造成环境污染。

由于热塑性复合材料有很多优于热固性玻璃钢的特殊性能,应用领域十分广泛,从国外的应用情况分析,热塑性复合材料主要用于车辆制造工业、机电工业、化工防腐及建筑工程等方面。

1、注射成型工艺

注射成型是热塑性复合材料的主要生产方法,历史悠久,应用最广。其优点是:成型周期短,能耗最小,产品精度高,一次可成型开关复杂及带有嵌件的制品,一模能生产几个制品,生产效率高。缺点是不能生产纤维增强复合材料制品和对模具质量要求较高。根据目前的技术发展水平,注射成型的最大产品为5kg,最小到1g,这种方法主要用来生产各种机械零件,建筑制品,家电壳

体,电器材料,车辆配件等。

2、挤出成型工艺

挤出成型是热塑性复合材料制品生产中应用较广的工艺之一。其主要特点是生产过程连续,生产效率高,设备简单,技术容易掌握等。挤出成型工艺主要用于生产管、棒、板及异型断面型等产品。增强塑料管玻纤增强门窗异型断面型材,在我国有很大市场。

3、缠绕成型工艺

热塑性复合材料的缠绕成型工艺原理和缠绕机设备与热固性玻璃的一样,不同的是热塑性复合材料缠绕制品的增强材料不是玻纤粗纱,而是经过浸胶(热塑性树脂)的预浸纱。因此,需要在缠绕机上增加预浸纱预热装置和加热加压辊。缠绕成型时,先将预浸纱加热到软化点,再与芯模的接触点加热,并加压辊加压,使其熔接成一个整体。

4、热塑性复合材料拉挤成型

热塑性复合材料的拉挤成型工艺与热固性玻璃钢的基本相似。只要把进入模具前的浸胶方法加以改造,生产热固性玻璃钢的设备便可使用。生产热塑性复合材料拉挤产品的增强材料有两种:一种是经过浸胶的预浸纱或预浸带,另一种是未浸胶的纤维或纤维带。

5、焊接层合法

此法系利用热塑性复合材料的可焊性,生产复合材料板材。其方法如下:先在工作台上压铺一层预浸料(一般宽500mm),铺第二层浸料时,开动压辊的焊接器,使预浸料进入压辊下,焊接器使上下两层预浸料在几秒钟内同时受热熔化,当机器向前移动时,预浸料在压辊的压力

(0.3MPa)作用下粘合成一体。如此重复,可生产任意厚度的板材。

6、热塑性片状模塑料制品冲压成型工艺

热塑性片状模塑制品冲压成型与热固性SMC压制成型不同,它要先将坯料预热,然后再放放模具加压成型。

7、热塑性复合材料的连接技术

热塑性复合材料的连接方法很多,例举如下:①铆接用于热塑性复合材料铆接用的铆钉,一般都是用连续纤维增强热塑性塑料制造,最好是用拉挤棒材制造。施工时,铆钉预热到可以加压塑变的温度,铆钉与孔径应能严密配合,不能大,也不能小。也可以用金属螺栓。铆接的优点是耐冲击性好,无电化学腐蚀,价格便宜。②焊接热塑性复合材料的焊接处理,是将被连接材料的焊接表面加热到熔化状态,然后搭接加压,使之接成一体。复合材料焊接原理与塑料焊接相似,但必须注意焊接处的纤维增强效果不能降低很多。③管件对接焊热塑性复合材料管的对接焊方法有直接对接和补强对接焊两种。这种连接方法的优点是工艺简单,可在现场施工,不需对管子进行机械加工,连接强度高,不易断裂。缺点是成本高,工艺要求严格,要保证尺寸紧密配合。④缠绕焊接用预浸带沿焊缝手工或机械缠绕,同是用火焰喷枪对接触点加热熔融,使之与被连接件粘牢。选择预浸带时,要注意纤维的方向和含量。此法较实用,被连接材料能保留较好的性能,但易出现加热不均的现象。⑤薄板超声波焊接此法是用超声波对被连接处进行加热焊接,一般能够获得较高的连接强度。

复合材料加工工艺综述

复合材料加工工艺综述 前言: 复合材料(Composite materials),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。 复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。 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。按其结构特点又分为:①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄;芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。 60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,其比强度大于4×106厘米(cm),比模量大于4×108cm。为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属

复合材料工艺大全

复合材料工艺大全 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽,复合材料工业得到迅速发展,老的成型工艺日臻完善,新的成型方法不断涌现,目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种,并成功地用于工业生产。如: (1)手糊成型工艺--湿法铺层成型法; (2)喷射成型工艺; (3)树脂传递模塑成型技术(RTM技术); (4)袋压法(压力袋法)成型; (5)真空袋压成型; (6)热压罐成型技术; (7)液压釜法成型技术; (8)热膨胀模塑法成型技术; (9)夹层结构成型技术; (10)模压料生产工艺; (11)ZMC模压料注射技术; (12)模压成型工艺; (13)层合板生产技术; (14)卷制管成型技术; (15)纤维缠绕制品成型技术; (16)连续制板生产工艺; (17)浇铸成型技术; (18)拉挤成型工艺; (19)连续缠绕制管工艺; (20)编织复合材料制造技术; (21)热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺; (22)注射成型工艺; (23)挤出成型工艺; (24)离心浇铸制管成型工艺; (25)其它成型技术。 视所选用的树脂基体材料的不同,上述方法分别适用于热固性和热塑性复合材料的生产,有些工艺两者都适用。

复合材料制品成型工艺特点:与其它材料加工工艺相比,复合材料成型工艺具有如下特点: (1)材料制造与制品成型同时完成 一般情况下,复合材料的生产过程,也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计,因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时,都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。 (2)制品成型比较简便 一般热固性复合材料的树脂基体,成型前是流动液体,增强材料是柔软纤维或织物,因此用这些材料生产复合材料制品,所需工序及设备要比其它材料简单的多,对于某些制品仅需一套模具便能生产。 ◇成型工艺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。

先进复合材料主要制造工艺和专用设备

先进复合材料主要制造工艺和专用设备 中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟 中国航空工业发展研究中心 陈亚莉 先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点,是理想的航空结构材料,在航空产品上得到了广泛应用,已成为新一代飞机机体的主体结构材料。复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能,从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。一些大的飞机制造商在飞机设计制造中,正逐步减少传统金属加工的比例,优先发展复合材料制造。本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。 复合材料在飞机上的应用 随着复合材料制造技术的发展,复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点: (1)复合材料在飞机上的用量日益增多。 复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示,世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。A380上复合材料用量约30t。B787复合材料用量达到50%。而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势,近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。 (2)应用部位由次承力结构向主承力结构发展。 最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。目前,复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升,由此带来的经济效益非常显著,也推动了复合材料的发展。 (3)在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。 飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多,如A380和B787飞机上的机身段,球面后压力隔框等,均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透(RFI)工艺制造。 (4)复合材料构件的复杂性大幅度增加,大型整体、共固化成型成为主流。 在飞机上大量采用复合材料的最直接的效果是减重,复合材料制件

复合材料成型工艺大全及说明

复合材料成型工艺大全及说明 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽,复合材料工业得到迅速发展,老的成型工艺日臻完善,新的成型方法不断涌现,目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种,并成功地用于工业 生产。 视所选用的树脂基体材料的不同,各方法适用于热固性和热塑性复合材料的生产,有些工艺两者都适用。复合材料制品成型工艺特点:与其它材料加工工艺相比,复合材料成型工艺具有如下特点: (1)材料制造与制品成型同时完成一般情况下,复合材料的生产过程,也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计,因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时,都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。(2)制品成型比较简便一般热固性复合材料的树脂基体,成型前是流动液体,增强材料是柔软纤维或织物,因此用这些材料生产复合材料制品,所需工序及设备要比其它材料简单的多,对于某些制品仅 需一套模具便能生产。 ◇ 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

复合材料整体成型关键技术现状分析研究

复合材料整体成型关键技术现状分析研究 摘要:复合材料具有减轻结构重量,适合整体成型,提升结构安全性,降低生产成本等诸多优势,目前复合材料已经成为航空工业的研究热点,未来航空市场的竞争,很大一部分也是先进复合材料应用的竞争,目前在这块市场上,我国的基础实力较为薄弱,而发达国家对于先进的复合材料技术对我国高度保密,因此充分利用专利信息,研究复合材料整体成型技术的发展现状具有非常重要的意义。本文从专利的角度对航空复合材料整体成型技术的应用进行了分析,并从几个关键技术点上进行重点专利分析,以期能给复合材料的研发应用提供指导。 关键词:复合材料自动铺放液态成型热压罐真空袋挤压成型 中图分类号:tb33 文献标识码:a 文章编号: 1674-098x(2011)12(a)-0000-00 复合材料整体成型技术正广泛的应用在航空航天及其他技术领域,由于复合材料的整体成型具有降低制造成本,减轻结构重量,提升航天器的经济环保性等诸多优点。飞机上的复合材料使用量已经成为衡量其先进性的重要标准[1]。 飞机设计领域向来有为减轻每1g重量而奋斗的原则,因此发展复合材料成型技术的符合民机技术发展的趋势,也反映了目前低碳节能,绿色环保的飞机设计理念的要求。

目前如空客公司的a350,波音公司的b787的复合材料的用量已经达到了50%。当前各国都将先进复合材料制造技术作为研发重点,而从“产品未动,专利先行”的角度出发,大量复合材料技术都可以在专利文献中找到,因此积极利用专利信息开展现状分析,挖掘具有借鉴价值的专利具有十分积极的意义。 1复材整体成型技术发展概况 现代先进复合材料起源于20世纪60年代,70年代复合材料开始应用在飞机结构上,复合材料的加入对飞机结构轻质化、模块化起着中重要的作用。近年来先进复合材料在现代飞机上的用量不断扩大,已经成为铝,钢、钛之外的第四大航空结构材料[2]。复合材料整体成型技术经过了几个阶段的发展,已经逐渐从次承力件过度到主承力件,波音空客两大民机巨头在民机市场竞争 日趋激烈,在复合材料方面也不断抢占技术制高点,推出的机型中无一不把提高复合材料用量作为经济性,先进性的象征性指标。从专利领域来看,近几年两大航空企业的复合材料相关专利的申请量也在不断剧增,波音公司凭借其一直以来在复合材料应用领域的雄厚基础,申请了大量极具技术价值的基础专利,同时针对这些基础专利不断进行改进形成新的专利申请。空客公司作为后起竞争者凭借欧洲航空工业在复材领域的雄厚基础,不断进行大胆创新,在该领域申请的大量的专利也大有后来居上的态势。可见现代民机企业都在不遗余力的提升复合材料的研发力度。 当前复合材料的成型技术主要包括真空袋-热压罐成型技术,自

热塑性复合材料成型工艺

热塑性复合材料成型工艺 热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称,国外称FRTP (Fiber Rinforced Thermo Plastics)。由于热塑性树脂和增强材料种类不同,其生产工艺和制成的复合材料性能差别很大。 从生产工艺角度分析,塑性复合材料分为短纤维增强复合材料和连续纤维增强复合材料两大类:(1)短纤维增强复合材料①注射成型工艺;②挤出成型工艺;③离心成型工艺。(2)连续纤维增强及长纤维增强复合材料①预浸料模压成型;②片状模塑料冲压成型;③片状模塑料真空成型;④预浸纱缠绕成型;⑤拉挤成型。 热塑性复合材料的特殊性能如下: (1)密度小、强度高热塑性复合材料的密度为1.1~1.6g/cm3,仅为钢材的1/5~1/7,比热固性玻璃钢轻1/3~1/4。它能够以较小的单位质量获得更高的机械强度。一般来讲,不论是通用塑料还是工程塑料,用玻璃纤维增强后,都会获得较高的增强效果,提高强度应用档次。 (2)性能可设计性的自由度大热塑性复合材料的物理性能、化学性能、力学性能,都是通过合理选择原材料种类、配比、加工方法、纤维含量和铺层方式进行设计。由于热塑性复合材料的基体材料种类比热固性复合材料多很多,因此,其选材设计的自由度也就大得多。 (3)热性能一般塑料的使用温度为50~100℃,用玻璃纤维增强后,可提高到100℃以上。尼龙6的热变形温度为65℃,用30%玻纤增强后,热形温度可提高到190℃。聚醚醚酮树脂的耐热性达220℃,用30%玻纤增强后,使用温度可提高到310℃,这样高的耐热性,热固性复合材料是达不到的。热塑性复合材料的线膨胀系数比未增强的塑料低1/4~1/2,能够降低制品成型过程中的收缩率,提高制品尺寸精度。其导热系数为0.3~0.36W(㎡·K),与热固性复合材料相似。 (4)耐化学腐蚀性复合材料的耐化学腐蚀性,主要由基体材料的性能决定,热塑性树脂的种类很多,每种树脂都有自己的防腐特点,因此,可以根据复合材料的使用环境和介质条件,对基体树脂进行优选,一般都能满足使用要求。热塑性复合材料的耐水性优于热固性复合材料。 (5)电性能一般热塑性复合材料都具有良好的介电性能,不反射无线电电波,透过微波性能良好等。由于热塑性复合材料的吸水率比热固性玻璃钢小,故其电性能优于后者。在热塑性复合材料中加入导电材料后,可改善其导电性能,防止产生静电。 (6)废料能回收利用热塑性复合材料可重复加工成型,废品和边角余料能回收利用,不会造成环境污染。 由于热塑性复合材料有很多优于热固性玻璃钢的特殊性能,应用领域十分广泛,从国外的应用情况分析,热塑性复合材料主要用于车辆制造工业、机电工业、化工防腐及建筑工程等方面。 1、注射成型工艺 注射成型是热塑性复合材料的主要生产方法,历史悠久,应用最广。其优点是:成型周期短,能耗最小,产品精度高,一次可成型开关复杂及带有嵌件的制品,一模能生产几个制品,生产效率高。缺点是不能生产纤维增强复合材料制品和对模具质量要求较高。根据目前的技术发展水平,注射成型的最大产品为5kg,最小到1g,这种方法主要用来生产各种机械零件,建筑制品,家电壳

各种复合材料成型方法比较

各种复合材料成型方法比较 工艺种类 树脂系 统增强 材料 种类 纤维 含量 /% 制品 厚度 /mm 固化 温度 /℃ 成型周 期 成型 压力 /MPa 模具 形式 与材 料 制品 尺寸 需要 设备 适用 产量/ 件 优点缺点 手糊成型聚酯、 环氧、 酚醛 玻璃 纤 维、 碳纤 维及 其它 织物 20~ 50 0.5~ 25 (一 般为 2~ 10) 室 温~ 40 30min~ 24h 接触 压力 单件 阳模 或阴 模。 木 材、 石 膏、 水 泥、 玻璃 钢 不限 手 辊、 刮 板、 刷 子、 模具 1~ 500 1.产 品尺 寸和 产量 不受 限 制; 2.操 作简 便、 投资 少、 成本 低; 3.能 例题 使用 增强 材 料, 可在 任意 部位 增厚 补 强。 1.操 作技 术要 求 高, 质量 稳定 性 差; 2.产 品只 能作 到单 面 光; 3.生 产周 期 长、 效率 低; 4.劳 动强 度 大, 条件 差 袋压成型聚酯、 环氧、 预浸料 及 SMC 玻璃 纤 维、 碳纤 维及 其它 织物 25~ 60 2~6 室 温~ 50(预 浸料 和 SMC 30min~ 24h 0.1~ 0.5 单 模。 玻璃 钢及 金属 材料 受压 力袋、 热压 釜及 气压 机功 率限 热压 釜、 真空 泵、 加压 袋、 空气 20~ 200 1.产 品两 面 光; 2.气 泡 少; 1.操 作技 术要 求 高; 2.生 产效

60~160)制压缩 机、 模具 及手 糊工 具等 3.模 具费 用 低。 率 低; 3.不 适用 于大 型产 品。 喷射成型 聚酯、 环氧25~ 35 2~ 25 (一 般为 2~ 10) 室 温~ 40 30min~ 24h 接触 压力 单 模。 木 材、 玻璃 钢材 料 不限 喷射 机、 手 辊、 模具 10~ 1000 1.生 产效 率较 手糊 高; 2.尺 寸不 限, 适合 于大 尺寸 产品 生 产; 3.设 备简 单, 可现 场施 工; 4.产 品整 体性 好。 1.强 度 低; 2.产 品只 能作 到单 面 光; 3.劳 动条 件 差; 4.操 作技 术要 求 高; 5.树 脂损 耗 大。 树脂注射 成型(RTM)聚酯、 环氧 玻璃 纤维 毡、 布 25~ 50 2~6 室 温~ 40 4~ 30min 0.1~ 0.5 对 模。 玻璃 钢、 铝合 金材 料 由模 具尺 寸决 定 树脂 注射 机对 模 10~ 2000 1.产 品可 达到 两面 光; 2.产 品重 量 好; 3.模 具及 设备 1.模 具质 量要 求 高, 使用 寿命 短; 2.纤 维含 量 低;

热固性复合材料与热塑性复合材料

热固性复合材料与热塑性复合材料 1热固性树脂基复合材料 热固性树脂基复合材料是应用十分广泛的复合型材料,这种材料是经过复合而成,在多高科技产品中都得到了广泛的应用与研究,例如在大型客运机的应用中,其不仅减轻了重量,并且还优化了飞机的性能,减轻了飞机在飞行过程中的阻碍,热固性树脂具有非常优异的开发潜能,其应用领域也会在其改性后得到更大的发展。 典型的热固性树脂复合材料分为以下几种: (1)酚醛树脂复合材料:随着对阻燃材料的强烈需求,美国西化学公司,道化学公司等一系列大型化学公司都先后研制成功了新一代的酚醛树脂复合材料。其具有优异的阻燃、低发烟、低毒雾性能和更加优异的热机械物理性能。在制备这种具有阻燃效果的材料上,研究人员重新设计思路,在加入不饱和键等其他基团条件下,提高了反应速度,减少了挥发组分。使酚醛树脂复合材料在其应用领域得到大力发展。 (2)环氧树脂复合材料:由于环氧树脂本身的弱点,研究人员对其进行了两面的改性研究,一面是改善湿热性能提高其使用温度;另一面则是提高韧性,进而提高复合材料的损伤容限。含有环氧树脂所制备的复

合材料己经大力应用到机翼、机身等大型主承力构件上。 (3)双马来酞亚胺树脂复合材料:在双马来酞亚胺树脂复合材料中,由于双马来酞亚胺树脂具有流动性和可模塑性,良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优异性能,所以这种树脂则会广泛运用在绝缘材料、航空航天结构材料、耐磨材料等各个领域中。(4)聚酰亚胺复合材料:聚酰亚胺复合材料具有高比强度,比模量以及优异的热氧化稳定性。其在航空发动机上得到了广泛应用,主要可明显减轻发动机重量,提高发动机推重比。所以在航天航空领域得到了大力的发展和运用。 2热塑性树脂基复合材料 热塑性树脂基复合材料:其自身中的基体是热塑性树脂,该类复合材料是由热塑性树脂基体、增强相以及一些助剂组成。在热塑性复合材料中最典型和最常见的热塑性树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚飒等。 而热塑性树脂复合材料具有很多的特点,以下概述了一些热塑性树脂复合材料的特点。

复合材料的预浸料模压成型工艺

复合材料的预浸料模压成型工艺 模压成型工艺基本过程是:将一定量经一定预处理的模压料放入预热的模具内,施加较高的压力使模压料填充模腔。在一定的压力和温度下使模压料逐渐固化,然后将制品从模具内取出,再进行必要的辅助加工即得产品。 1.压制前的准备 (1)装料量的计算 在模压成型工艺中,对于不同尺寸的模压制品要进行装料量的估算,以保证制品几何尺寸的精确,防止物料不足造成废品,或者物料损失过多而浪费材料。常用的估算方法有①形状、尺寸简单估算法,将复杂形状的制品简化成一系列简单的标准形状,进行装料量的估算:②密度比较法,对比模压制品及相应制品的密度,已知相应制品的重量,即可估算出模压制品的装料量:③注型比较法,在模压制品模具中,用树脂、石蜡等注型材料注成产品,再按注型材料的密度、重量及制品的密度求出制品的装料量。 (2)脱模剂的涂刷 在模压成型工艺中,除使用内脱模剂外,还在模具型腔表面上涂刷外脱模剂,常用的有油酸、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、有机硅油、硅脂和硅橡胶等。所涂刷的脱模剂在满足脱模要求的前提下,用量尽量少些,涂刷要均匀。一般情况下,酚醛型模压料多用有机油、油酸、硬脂酸等脱模剂,环氧或环氧酚醛型模压料多用硅脂和有机硅油脱模剂,聚酯型模压料多用硬脂酸锌、硅脂等脱模剂。 (3)预压 将松散的粉状或纤维状的模压料预先用冷压法压成重量一定、形状规整的密实体。采用预压作业可提高生产效率、改善劳动条件,有利于产品质量的提高。 (4)预热 在压制前将模压料加热,去除水分和其它挥发份,可以提高固化速率,缩短压制周期;增进制品固化的均匀性,提高制品的物理机械性能,提高模压料的流动性。

(5)表压值的计算 在模压工艺中,首先要根据制品所要求的成型压力,计算出压机的表压值。成型压力是指制品水平投影面上单位面积所承受的压力。它和表压值之间存在的函数关系: 复合材料的预浸料模压成型工艺 在模压成型工艺中,成型压力的大小决定于模压料的品种和制品结构的复杂程度,成型压力是选择压机吨位的依据。 2、压制工艺 (1)装料和装模 往模具中加入制品所需用的模压料过程称为装料,装料量按估算结果,经试压后确定。装模应遵循下列原则:物料流动路程最短:物料铺设应均匀;对于狭小流道和死角,应预先进行料的铺设。 (2)模压温度制度 模压温度制度主要包括装模温度、升温速率、成型温度和保温时间的选择。 ①装模温度 装模温度是指将物料放入模腔时模具的温度,它主要取决于物料的品种和模压料的质量指标。一般地,模压料挥发份含量高,不溶性树脂含量低时,装模温度较低。反之,要适当提高装模温度。制品结构复杂及大型制品装模温度一般宜在室温-90℃范围内。 ②升温速率 指由装模温度到最高压制温度地升温速率。对快速模压工艺,装模温度即为压制温度,不存在升温速率问题。而慢速模压工艺,应依据模压料树脂的类型、制品的厚度选择适当的升温速率。 ③成型温度

热塑性树脂复合材料应用

摘要:热塑性复合材料因具有韧性、耐蚀性和抗疲劳性高,成形工艺简单、周期短,材料利用率高,预浸料存放环境与时间无限制等优异性能而得到快速发展,并逐渐进入航空制造领域。尤其是近年来,在欧盟以及空客、福克航宇等航空制造企业的强力推动下,热塑性复合材料在民机上频频崭露头角,在一些部件上成为热固性复合材料的有力竞争对手。热塑性复合材料如果想继续扩大在民机上的应用,必须进入机体主承力构件,然而,热塑性应用于主承力构件还三个挑战,即原材料成本高,铺放工艺缓慢,以及预浸料粘性问题。 关键词:热塑性复合材料碳纤维机体内饰主承力结构 热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳烃纤维及其它材料增强各种热塑性树脂所形成的复合材料,因具有韧性、耐蚀性和抗疲劳性高,成形工艺简单、周期短,材料利用率高,预浸料存放环境与时间无限制等优异性能而得到快速发展,并逐渐进入航空制造领域。尤其是近年来,在欧盟以及空客、福克航宇等航空制造企业的强力推动下,热塑性复合材料在民机上频频崭露头角,在一些部件上成为热固性复合材料的有力竞争对手。 1 热塑性复合材料的民机应用潜质 以聚苯硫醚(PPS),聚醚酰亚胺(PEI),聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK)为基体的先进增强热塑性复合材料(TPC),具备高刚度、低加工成本和重新加工能力,拥有良好的阻燃、低烟和无毒(FST)性能,固化周期可以以分钟记,且其成形过程是天生的非热压罐工艺。这些固有属性使其成为轻质、低成本航空结构的理想材料。为西科斯基公司直升机提供大型热塑性复合材料地板的纤维锻造公司提供了如下一组数据:热塑性复合材料比钢轻60%,硬度是其6倍;比铝轻30%;比热固性复合材料强韧2倍;比注射模塑塑料硬5倍;在生产中比板材少60%碎屑。 上述性能特点和数据对比表明,热塑性复合材料是一种天生的航空结构材料,并且在民机应用上拥有巨大的潜质,甚至可能在未来为航空复合材料制造带来一场热塑性革命。 2 热塑性复合材料在民机上的典型应用 目前,热塑性复合材料(TPC)在民机上的应用主要体现在机体结构件和内饰件上,这其中,碳纤维增强PPS的TPC占大多数。 2.1 机体结构件 机体结构件中,TPC主要应用在地板、前缘、控制面和尾翼零件上,这些零件都是外形比较简单的次承力构件。空客A380客机、空客A350客机、湾流G650公务机和阿古斯塔·韦斯特兰AW169直升机都是热塑性机体结构件的应用大户。 空客A380客机上最重要的热塑性复合材料结构件是玻璃纤维/PPS材料的机翼固定前缘。每个机翼有8个固定前缘构件,其中热塑性材料占到了整个用料的三分之二。在固定前缘蒙皮的纤维铺放中,制造商福克航空结构公司选择了先进的超声点焊作为铺放设备的加热系统。

复合材料成型工艺及设备

无机非金属复合材料的成型工艺—纤维增强水泥基复合材料 【摘要】纤维增强水泥基复合材料作为新型工程材料已在土木工程多领域中得到广泛地应用。目前在水泥复合材料中掺加一定量的纤维,可以改善并且提高水泥复合材料的物理、力学等性能指标。 【关键词】纤维增强复合材料水泥 1、发展及应用 自60年代开始,纤维增强水泥基复合材料的研究和开发有较大进展。1964年,丹麦科学家应用复合材料理论探讨纤维增强无机与有机凝胶材料的机理。1967年英国人试制成功抗碱玻璃纤维增强波特兰水泥砂浆。随后美、日等国也相继投产。我国进入80年代用抗碱玻璃纤维增强低碱铝硅酸盐水泥,现已取得一定成效。目前广泛用于各种建筑物中以及工程装备中。 2、特点 纤维增强水泥基复合材料与普通混土相比,其显著特点是轻质高强,具有良好的断裂韧性。其拉压比一般可达1/4~1/6(普通混凝土为1/10)。 3、复合材料的组成 1、纤维增强水泥原材料 3.1.增强材料 纤维加入脆性的水泥基体中,其作用是提高水泥集体的抗拉强度和韧性,改善其冲击强度和疲劳性能。增强水泥所用纤维按其化学组成可分为金属纤维,无机纤维和有机纤维三大类。 用于增强水泥的纤维可分为短切纤维、连续纤维或纤维织物等。目前国内外使用最多的为短切纤维。 2.水泥基体材料 硅酸盐水泥、氯氧镁水泥、高铝矿渣水泥等 4、成型工艺及设备 GRC的成型方法有喷射法、预拌法、注射法、铺网法、缠绕法等多种方法。其中玻璃纤维增强水泥复合材料使用最多的方法是喷射成型法。 1、成型工艺 A:直接喷射法 用人工手动或通过机械移动装置使切割喷射机在模型上方作往复移动,将纤维水泥砂浆喷在模型表面。

复合材料的手糊成型工艺

毕业设计报告(论文) 报告(论文)题目:聚合物基复合材料手糊成型工艺 作者所在系部:材料工程系 作者所在专业:高分子材料应用技术 作者所在班级: 07841 作者姓名:赵向男 作者学号: 20073084128 指导教师姓名:彭燕 完成时间: 2010年5月25日 北华航天工业学院教务处制

随着社会科技与经济的飞速发展,复合材料在国内外有很大的应用与发展,并且在各个领域占据了越来越重要的地位。复合材料的成型工艺方法很多,本文着重介绍手糊成型工艺方法的特点、工艺流程以及成型过程中遇到的问题和解决方法等。 关键字:复合材料手糊成型工艺流程。

Along with the social economy and the rapid development of science and technology, composite materials at home and abroad, has great development and application in different fields and occupy a more and more important role. Composites forming process, this paper introduces many methods to hand lay-up molding method, process and molding process problems and solving methods. Key words: composite materials molding paste hand process.

复合材料结构及其成型原理

碳纤维复合材料 (西北工业大学机电学院, 陕西西安710072) 摘要:碳纤维复合材料与金属材料相比,其密度小、比强度、比模量高,具有优越的成型性和其他特性,具有极大的发展潜力。本文介绍了碳纤维复合材料的特点及其应用,总结了碳纤维复合材料的成型工艺及每种成型工艺的特点,并从材料和成型两个方面指出了它的发展方向。 关键词:复合材料;碳纤维;成型工艺;工艺流程 Carbon Fiber Reinforce Plastic (School of Mechatronics, Northwes tern Polytechnical University, Xi’an 710072, China) Abstract: Compared to metals, carbon fiber reinforce plastic has great potential for development with lower density, higher specific strength and modulus, and excellent moldability and other characteristics. This article describes the characteristics and applications of carbon fiber reinforce plastic and sum up the manufacturing process of carbon fiber reinforce plastic and their characteristics. Finally, this article points out the development of carbon fiber reinforce plastic from two aspects: material and manufacturing process. Key words: composites; carbon fiber; manufacturing process; process

热塑性复合材料在飞机上的应用

热塑性复合材料在飞机上的应用 张磊杨卫平张丽 (中航工业一飞院,西安) The applications of Thermoplastic matrix Composite on aircraft 摘要:阐述了热固性复合材料的缺点,分析了热塑性复合材料的优势,并介绍了其在国内、外军用飞机和民用飞机上的应用情况,指出了国内外的差距,最后对国内纤维增强热塑性复合材料的发展提出了建议。 Abstract: In this study we analyzed the disadvantage of thermosetting matrix composites, the advantage of thermoplastic matrix composites and introduced the applications of thermoplastic matrix composites on aircraft. In addition we pointed out the gap and summarized the research orientation of thermoplastic matrix composites. 关键词:热塑性、热固性、聚醚醚酮、聚苯硫醚、抗冲击性 Keywords: Thermoplastic、Thermosetting、PEEK、PPS、impact resistance 复合材料按树脂类型可分为热固性复合材料和热塑性复合材料。目前国内外飞机上,大量使用的复合材料为热固性复合材料,包括机翼、机身等主要承力构件。但是热固性复合材料通常采用热压罐生产工艺,成型时间长,而且在材料运输、存储、工艺准备、实施等方面要求都比较严格,因此生产成本比较高。另外热固性复合材料对冲击比较敏感,设计和使用时要重点考虑冲击对结构性能的影响。而热塑性复合材料在这些方面都有一定优势,所以近年来其逐步受到重视[1]。 1 热塑性复合材料的优点 与热固性复合材料相比,热塑性复合材料主要有以下优点[2~5]: (1)韧性、损伤容限性能、抗冲击,抗裂纹扩展等性能较好。由于热塑性树脂分子链的运动能力比热固性树脂强得多,因此热塑性树脂的韧性普遍要高很多,有利于改善复合材料的抗冲击损伤能力。以碳纤维/聚醚醚酮(PEEK)树脂复合材料为例,其压缩后冲击强度(CAI)值高达342 MPa,与第一代环氧复合材料170 MPa,增韧环氧复合材料250 MPa的平均水平相比,优势明显; (2)成型周期短,生产效率高,节约成本。热固性复合材料主要的成型方法是预浸料/热压罐工艺,热压罐固化消耗大量的能源和时间,增加制造成本,而热塑性复合材料的成型过程仅仅发生加热变软和冷却变硬的物理变化,只需升温、加压成型、冷却即可完成制备过程,可采用热压成型工艺,故成型周期短、生产效率高、成本低。另外,热塑性复合材料在材料运输、存储、工艺准备、实施等比热固性复合材料要求低,因此生产成本更低。两种材料生产制造对比见下表1; 表1 热固性和热塑性复合材料对比 属性热固性复合材料热塑性复合材料 材料运输材料低温运输,并需要温度监控材料普通运输 材料存储1、低温存储,-18℃以下存储; 2、材料力学性能寿命,一般12个月; 3、工艺性能寿命,一般240小时; 1、室温存储,一般库房即可; 2、材料力学性能寿命无要求; 3、工艺实施无特殊要求;

复合材料成型工艺

树脂基复合材料成型工艺介绍(1):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

国内外先进复合材料低成本制造技术的发展现状

国内外先进复合材料低成本制造技术的发展现状 从低成本成型的研发现状看,大致可分为以下5方面的内容:(1)对热固性复合材料一直沿用的方法进行改进和提高效率,如Filament Winding(FW,纤维缠绕)、Pultrusion(拉挤)、 Braiding(编织)、 Tow placement(丝束排布)、自动成套裁剪、预浸材料激光样板切割(Laser template)等自动化技术。(2)湿法工艺技术:RTM、RFI等在纤维增强体的预型件上再注入浸渍树脂。(3)热塑性复合材料的易成型新材料开发及IN-SITU(原位)成型方法:D irect consolidate(直接固结)、Commingled yarn(搀混纱线)、Powder co ated towpreg(粉末涂覆丝束预浸)等新成型方法。(4)不用热压罐的新固化技术,用微波、电子束、超声波、X线等高效率能量的新固化方法。(6)CAD/C AM模拟技术:铺层、浸渍、成型、固化等工序的模型化/模拟技术,有助于保证产品质量,提高生产效率。 低成本成型技术当前发展的主流是湿法成型技术,也称液体模塑成型技术(简称LCM),主要有树脂传递模塑、真空辅助树脂传递模塑(VARTM)、树脂渗透成型工艺(SCRIMP)和结构反应注射模塑等。其中最重要的是树脂传递模塑技术(RTM)以及由此而发展起来的VARTM。RTM免除了将纤维制成预浸料,再切割成层片然后再铺叠成预型件的过程,摆脱了大投资的热压罐,工艺易于实现自动化,具有生产周期短、劳动力成本低、环境污染少、制造尺寸精确、外形光滑、可制造复杂产品等优点。是目前国际上发展应用最快,并在航空工业应用最多的低成本技术之一。 从国际上看,美国在湿法成型技术上处于领先地位,特别是在航空航天领域内,在过去十年里,美国应用RTM技术的增长率为20-25%。据美国塑料工程学会预测,在今后五年里美国应用RTM技术的增长率将提高到30-32%。美国基本形成了RTM有关的材料体系、制造工艺、技术装备和验证系统,并在武器装备上得

热塑性碳纤维复合材料成型工艺研究

热塑性碳纤维复合材料成型工艺研究 碳纤维质量比金属轻,但是强度却高于钢铁,并且耐腐蚀,在非氧化环境下耐超高温,膨胀系数小且 具有各向异性,但是传统使用碳纤维除了用作隔热保温材料之外,一般是不会单独使用的,多是会作为增 强材料加入到金属、瓷器、树脂等材料中作为复合材料使用。碳纤维复合材料具有碳材料的固有本性特征,同时又兼具纺织纤维的柔软可加工性,是一种力学性能优异的新一代增强纤维,可用作人工韧带、飞机结 构材料、火箭外壳、工业等等领域,市场需求巨大。 热塑性碳纤维复合材料是铝镁合金、钢铁等金属的理想替代材料,但是在基于国外技术封锁等原因,热塑性碳纤维复合材料在国内的发展时间并不是很长,国内的热塑性碳纤维复合材料发展缓慢。苏州挪恩 复合材料有限公司专注碳纤维相关技术的研究,在热塑性碳纤维增强PEEK复合材料、热塑性碳纤维增强PPS复合材料、热塑性碳纤维增强PEI复合材料、热塑性碳纤维增强PC复合材料方面苦心孤诣,与日本美国等知名企业的合作,也让挪恩拥有了成熟的产品生产经验。 现在国内的热塑性碳纤维复合材料成型工艺主要是由热固性树脂基复合材料和金属成型技术移植而来。按照设备的不同可以分为纤维缠绕成型、真空袋成型、模压成型、热压罐成型、双膜成型等等方法,其中 纤维成型缠绕型、真空袋成型、模压成型、双膜成型是目前用的较多的热塑性碳纤维复合材料成型方法。 1、纤维缠绕成型 纤维缠绕成型工艺是指浸过树脂的连续纤维按照一定的规律缠绕在芯模上,继而经过固化、脱模而得 的碳纤维复合材料制品。根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同,也可分为干法缠绕、半干法 缠绕和湿法缠绕三种。干法缠绕工艺最大的特点是生产效率比较高,制作环境卫生环境好,但是相应的干 法缠绕设备较贵,投资较大;半干法缠绕是利用纤维浸胶后至缠绕芯模的途中,多加了一套烘干设备,省 却了预浸胶的工序;湿法缠绕则是将纤维浸胶后直接缠绕在芯模上,在成本方面比干法缠绕可以降低约35%,纤维排列平行度也会更好,但是操作环境差、树脂浪费也是湿法缠绕的明显缺点。 2、真空袋成型 真空袋成型是将预浸料铺放在模具中,利用真空袋和密封胶将真空袋抽至真空状态,将模具加热,预 浸料即可在高温和大气压的作用下成型。 3、模压成型 将预浸料裁剪至合适的大小铺设在模具中升温加热,等温度升至可成型温度后,再在压机台面上加压,待温度降温后就可脱模取出。此时需要注意压机表面必须拥有较高的平行度和平整度,否则很容易导致产 品发生翘曲。 4、双膜成型 双膜成型是将裁剪后的预浸料放置于两层可变形的金属膜或树脂膜之间,在膜的四周做好密封,成型 的过程中需要将温度调至成型温度并施加一定的成型压力,最后冷却定型,需要注意的是,在双膜成型的 过程中需要处于密封环境中进行。

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