复合材料工艺大全

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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

复合材料成型工艺大全及说明复合材料是由两种或更多种材料组合而成的材料,其具有优异的性能和特点,广泛应用于飞机、汽车、船舶、建筑等领域。

复合材料的成型工艺是制造复合材料制品的关键环节之一,不同的复合材料需要采用不同的成型工艺。

1.手工层压法:将预先切割好的复合材料层压,通过手工操作来制作各种复材制品。

这种方法比较简单,适用于小批量生产和复杂形状的制品,但效率相对较低。

2.沉积法:将复合材料纤维按一定角度布置在模具中,然后通过注塑或浸渍等方式将树脂混合物或熔融金属填充至模具中,经固化或冷却后取出制成复材制品。

这种方法适用于生产中等规模的制品,具有较高的生产效率。

3.拉毛法:将纤维与树脂分别放置在两个模具中,然后通过拉拔的方法,使纤维与树脂相结合,形成复材制品。

这种方法适用于制造纤维增强塑料制品。

4.自动层压法:将预先切割好的复合材料通过自动层压机进行层压,该机器根据预先设定的程序,自动完成复合材料的层压过程,提高了生产效率。

5.真空吸气层压法:将纤维和树脂依次放置在模具中,然后通过抽气装置产生真空环境,使纤维和树脂充分接触并固化,最终得到复材制品。

这种方法适用于制造大型复材制品,可以提高产品的质量和性能。

6.热压成型法:将预先切割好的纤维和树脂放置在模具中,然后通过加热和压力使树脂固化,最终形成复材制品。

这种方法适用于制造较薄的复材板材。

7.包覆成型法:将纤维和树脂分别涂抹在模具表面上,然后通过挤压或滚压的方法,使纤维和树脂充分接触,形成复材制品。

这种方法适用于制造大型、复杂形状的复材制品。

8.精密成型法:通过机械或人工辅助来对复合材料进行定位、定厚、定形,然后进行固化,最终得到产品。

这种方法适用于制造高精度和高质量的复材制品。

除了上述的成型工艺,还有一些特殊的成型工艺,如搅拌铸造法、注塑法、喷涂法、压铸法等,它们都具有各自的优点和适用范围,可以根据具体的需求选择合适的成型工艺。

随着科学技术的发展,复合材料的成型工艺也在不断创新和完善,以满足不同行业对复材制品的需求,同时也提高了复材制品的质量和性能。

复合材料 工艺

复合材料 工艺

复合材料工艺复合材料是指将两种或两种以上的材料通过某种特定的工艺方式进行结合而形成新的材料。

它具有结构轻、强度高,耐腐蚀、耐磨、抗老化等一系列优点,成为现代工业中常用的新型材料。

复合材料可以广泛应用于飞行器、船舶、汽车、建筑、电子仪器等领域。

复合材料的制造工艺不仅影响到材料的性能,也影响到其成本。

因此,各种不同的工艺方法被设计出来以满足不同应用的需求和目标。

在本文中,我们将介绍几种常见的复合材料工艺。

一、手工层压法手工层压法是一种最古老、最简单的复合材料制造方法之一。

这种方法主要适用于小规模生产和简单的复合材料结构。

此法制造过程简单,无需大型设备和高技能的工人,可在较短时间内完成结构的生产。

但是,由于作用力和控制能力不足,这种方法无法制造大型、复杂的复合材料结构,因此在现代工业中使用还是有很大局限性的。

二、自动化层压法自动化层压法是一种新型的复合材料生产技术。

它主要采用机器和自动化设备,通过准确控制层压机的压力、时间和温度等参数来达到高精度的生产效果。

该技术适用于生产较复杂、高精度的复合材料结构,同时可保证制造质量和生产效率的稳定性和提高,因此被广泛应用于现代工业领域。

三、编织成型法编织成型法是一种将纤维通过编织技术制造出所需复合材料结构的方法。

这种方法生产的结构具有高强度、耐腐蚀性以及良好的外观效果。

由于可以使用不同材料的纤维进行编织,因此可以实现材料性质的优化。

此法适用于制造具有不规则形状的复合材料结构。

四、气体吹膜法气体吹膜法是将纤维通过吹膜技术制成连续的棒状材料。

所吹出的膜由于受到压缩以及摩擦的作用,使纤维之间产生摩擦和结合作用,形成一个同质性很好、强度高的复合材料结构。

气体吹膜法适合大量生产具有圆柱形、矩形等规则形状的复合材料。

五、激光绑定法激光绑定法是一种利用激光束将两种不同的材料融合在一起的方法。

通过激光束的高能量、高密度,材料表面反射回的能量可以熔化表面而将不同的材料结合在一起。

聚合物复合材料工艺

聚合物复合材料工艺

聚合物复合材料工艺1.原料准备:聚合物基体的选择十分重要,常用的聚合物有环氧树脂、聚酰胺、聚丙烯等。

增强材料可以选择纤维、颗粒等材料。

在工艺前需要对原料进行检测和处理,确保原料质量。

2.预浸料制备:将聚合物基体与增强材料预先混合制备成预浸料。

预浸料的制备通常采用浸渍、浸涂或喷涂等方法。

制备预浸料时需要控制好混合比例和搅拌时间,确保增强材料均匀分布于聚合物基体中。

3.模具制备:根据产品形状和尺寸制备模具。

模具可以是金属模具、硅胶模具或塑料模具等。

模具制备需要考虑产品的成型方式和形状,确保成型的准确性和表面质量。

4.预热处理:将模具和预浸料加热至一定温度,以保证树脂固化反应的进行。

预热处理可以采用热风循环或真空吸附等方式,提高材料的固化效果。

5.成型:将预热后的模具和预浸料放置在压力机或真空室中,施加一定的压力和温度。

通过压力和温度促进预浸料的固化。

成型可以根据工艺要求进行单层堆叠或多层堆叠。

6.热固化:在一定的温度和时间下,使预浸料中的聚合物基体与增强材料进行化学反应,形成一个整体。

热固化一般采用热压或自由固化两种方式。

7.后处理:成型后的产品需要经过修整、清洁等后处理步骤,以保证产品的尺寸精度和外观质量。

以上是聚合物复合材料的一般工艺过程,其中的具体细节和操作可以根据不同的材料和产品要求进行调整。

同时,需要注意材料的储存和运输条件,以免材料受潮、酸碱等外界因素的影响。

对于大型复合材料制品,还需要进一步进行表面处理、验收等步骤,确保产品质量符合要求。

复合材料第五章复合材料的成型工艺

复合材料第五章复合材料的成型工艺
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6. 拉挤成型工艺
拉挤成型工艺中,首先将浸渍过树脂 胶液的连续纤维束或带状织物在牵引装置 作用下通过成型模而定型;
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其次,在模中或固化炉中固化,制成具有 特定横截面形状和长度不受限制的复合材料, 如管材、棒材、槽型材、工字型材、方型材 等。
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一般情况下,只将预制品在成型模中加热到 预固化的程度,最后固化是在加热箱中完成的。
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注射成型工艺过程包括加料、熔化、混合、 注射、冷却硬化和脱模等步骤。
加工热固性树脂时,一般是将温度较低的树 脂体系(防止物料在进入模具之前发生固化)与短 纤维混合均匀后注射到模具,然后再加热模具使 其固化成型。
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在加工过程中,由于熔体混合物的流动 会使纤维在树脂基体中的分布有一定的各向 异性。
层压成型工艺的缺点是只能生产板材, 且产品的尺寸大小受设备的限制。
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4.喷射成型工艺
将分别混有促进剂和引发剂的不饱和聚 酯树脂从喷枪两侧(或在喷枪内混合)喷 出,同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切 断并由喷枪中心喷出,与树脂一起均匀沉 积到模具上。
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当不饱和聚酯树脂与玻璃纤维无捻粗纱 混合沉积到一定厚度时,用手辊滚压,使纤 维浸透树脂、压实并除去气泡,最后固化成 制品。
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纤维缠绕方式和角度可以通过机械传动或计 算机控制。
缠绕达到要求厚度后,根据所选用的树脂类 型,在室温或加热箱内固化、脱模便得到复合材 料制品。
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利用纤维缠绕工艺制造压力容器时, 一般要求纤维具有较高的强度和模量, 容易被树脂浸润,纤维纱的张力均匀以 及缠绕时不起毛、不断头等。
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另外,在缠绕的时候,所使用的芯模应 有足够的强度和刚度,能够承受成型加工过 程中各种载荷(缠绕张力、固化时的热应力、 自重等),满足制品形状尺寸和精度要求以 及容易与固化制品分离等。

复合材料的制备方法与工艺

复合材料的制备方法与工艺

预烧结
维持形状 具有一定的强度
压 挤 渗 透 的 设 备
与压力铸造相比
压头连续移动
弥补收缩
移动速度慢
外加压力大
压力熔浸成形设备
压挤渗透双压头
保证熔体压力;避免孔隙;避免 不完全渗透
采用双重压头
PCAL* f
* fCL2 f 4
f 1 fCL
2 1 2
1/ 2
f为预成形体内纤维所占的体积分数,Φ和ξ分 别为平面间距与交叉连接纤维长度及与平面内 纤维间距之比
m/s)。 ▪ 得到的材料孔隙度小(2-3%)。 ▪ 优点,在对偶材料的非熔融状态下成形,缩短高温
下熔射的时间。 ▪ 孔隙的存在等能够通过热处理而得到改善。能够减
少或避免纤维与金属基体的反应。 ▪ 对纤维喷射熔融金属也有相当的难度。难以成形空
隙率为10%以下的复合材料。 ▪ 开发通过涂层而避免纤维的损伤。
金属基复合材料的制备成形
4.3.1主要的液相工艺
1)压挤铸造与压挤渗透(无压熔浸)
对液体状态的基体加压,使之进入由强化体材料组 成的预成形体。
预成形体的制备 ➢ 长纤维的编织 ➢ 短纤维的悬浮液体内沉积 ➢ 颗粒材料的成形与预烧结
压力熔浸(无压熔浸)
▪ 将熔融的金属压力熔浸于成形模具内的预成形体(可 以由长纤维、短纤维或所颗粒构成)而成形。
▪ 利用半固态浆液的特性分散增强相,在压力 下充型凝固成形。
▪ 是一种两相工艺,局限于大结晶范围的合金。
(7) 层板及蜂窝结构制造技术
▪ 纤维增强金属层板(FRML)是由金属薄板和纤维 树脂预浸料交替铺放胶合而成的混杂复合材料。
▪ 改变金属类型和厚度、纤维树脂预浸料系统、铺贴 顺序、纤维方向、金属表面处理和后拉伸度等可改 变FRML的性能

复合材料工艺

复合材料工艺

F-35
战 斗 机
复合材料进气道 预形件的编织是在一个大心轴上进行的,将其共分为35块, 以便在固化后分别从心轴上取下。心轴是由五层连续石墨 纤维编织而成,局部达八层厚。编织为一种自动化的经纬 编织法,零件表面纤维拉紧。
接触低压成型工艺
• 接触低压成型工艺的特点是以手工铺放增强材料,浸清树 脂,或用简单的工具辅助铺放增强材料和树脂。接触低压 成型工艺的另一特点,是成型过程中不需要施加成型压力 (接触成型),或者只施加较低成型压力(接触成型后施 加0.01~0.7MPa压力,最大压力不超过2.0MPa)。
原理1、纤维路径在整个缠绕过程中不打滑。 原理2、整个成型过程中,纤维不架桥。 原理3、纤维路径与芯模端部相切。
原理4、整条纤维尽可能均匀地完全覆盖芯模。
大型玻璃钢现场微控整体缠绕贮槽、贮罐,缠绕直径 4000mm-10000mm,缠绕长度为3000--12000mm。
(1)干法缠绕
• 干法缠绕是采用经过预浸胶处理的预浸纱或带,在缠绕机上经加热软 化至粘流态后缠绕到芯模上。
模具检验 及涂脱模 剂
图纸资料 胶液配制
玻璃布处理
预浸料制备
湿法铺陈 干法铺陈
装袋
固化炉 热压罐
模具
脱模 制件 加工和 修饰
试验片
检验区
检验


性能测试
真空袋成型
②真空袋法 此法是将手糊成型未固化的制品,加盖一层橡胶膜,制品处于橡 胶膜和模具之间,密封周边,抽真空(0.05~0.07MPa),使制品中的气泡 和挥发物排除。真空袋成型法由于真空压力较小,故此法仅用于聚酯和环氧 复合材料制品的湿法成型。
1层贴法
2 沉积法
3 缠绕法 4 编织法

金属复合工艺

金属复合工艺

金属复合工艺金属复合工艺是通过不同的制备方法将两种或多种金属材料合成为一种具有优越性能和特殊功能的新型材料。

以下是几种常见的金属复合工艺:1. 热压复合工艺热压复合工艺是一种基于热力学原理的金属复合材料制备工艺。

它通过将两个相互兼容的金属材料在高温高压下叠压,并进行一定时间的保温和冷却处理,使其形成全密实的复合体。

这种工艺适用于金属材料之间相互溶解度较小的情况,如铜、铁、锌等材料的复合。

产品参数包括材质、规格、抗压强度、形状以及功能,例如木塑新型复合材料的防腐防水特性。

2. 爆炸复合工艺爆炸复合工艺利用高速冲击波将两种金属材料迅速波塑在一起。

通过将一种金属板和另一种金属箔通过装置压紧,然后利用高能量爆炸产生的冲击波,将两种金属材料迅速波塑在一起。

尽管这种工艺制备出的复合材料具有紧密的组织和优越的力学性能,但由于生产过程中的安全问题,需要特别注意安全。

3. 轧制复合工艺轧制复合工艺是通过在轧机上双重轧制将两种或多种材料压制在一起的方法。

这包括热轧和冷轧两种方式,分别适用于高温和低温下的合金复合。

轧制复合工艺具有成本低、易操作、生产周期短等优点,因此在生产中得到广泛应用。

4. 挤压复合工艺挤压复合工艺是通过挤压机将两种或多种材料应用于不同的出模孔,形成一种新型金属复合材料的制备工艺。

常用材料包括铝及其合金、镁及其合金、钢、氢气、锆、铜等。

5. 粉末冶金复合工艺粉末冶金复合工艺,也称为粉末复合加工,是通过将不同材料掺入粉末中,制备成粉末合金,然后在较低的温度下进行烧结,形成复合材料。

这种工艺可以生产出高性能、高品质、形状复杂的异种材料复合件,具有显著的经济效益。

总体而言,金属基复合材料的制备工艺复杂,技术难度大,但研究开发实用有效的制备方法对于这类材料的迅速发展和广泛应用至关重要。

目前已研制出多种复合工艺,但仍需解决一些问题,如液相工艺、固相工艺和液-固两相工艺中的制备过程中的难题。

各种复合工艺各有特点,可根据具体需求选择适用的工艺方法。

复合材料的成型工艺

复合材料的成型工艺

复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺主要包括以下几种:1. 手糊成型工艺:是一种湿法铺层成型法,通过涂刷胶液和铺设纤维织物,在模具上形成一定厚度的层片,然后进行固化。

2. 喷射成型工艺:是将树脂和纤维混合后,通过喷射的方式在模具表面形成一定厚度的层片,再进行固化。

3. 树脂传递模塑技术(RTM技术):将纤维织物放入模具中,然后注入树脂,经过一定的温度和压力条件进行固化,形成复合材料制品。

4. 袋压法成型:是将纤维织物放入密封的袋子里,然后通过压力使纤维织物紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。

5. 真空袋压成型:是在袋压法的基础上,通过抽真空的方式排除纤维织物内的空气和水分,提高制品的密实度和质量。

6. 热压罐成型技术:是将预浸料放入金属模具中,通过热压罐的高温高压作用,使预浸料粘结成复合材料制品。

7. 液压釜法成型技术:是将预浸料放入密封的液压釜中,通过液体介质的压力使预浸料紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。

8. 热膨胀模塑法成型技术:是将纤维织物放入模具中,利用热膨胀原理使纤维织物紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。

9. 夹层结构成型技术:是将两层或更多层预浸料之间夹入一层泡沫材料或其他材料,通过加热加压或抽真空的方式使其粘结成复合材料制品。

10. 模压料生产工艺:是将纤维织物和树脂混合后,经过一定温度和压力条件进行固化,形成模压料,然后将其加工成制品。

11. ZMC模压料注射技术:是将ZMC模压料加热后注入模具中,经过一定的温度和压力条件进行固化,形成复合材料制品。

12. 层合板生产技术:是将多层预浸料按照一定的顺序叠放在一起,然后经过热压或冷压的方式使其粘结成复合材料层合板。

13. 卷制管成型技术:是将纤维织物和树脂混合后,通过卷制机卷制成管状制品。

14. 纤维缠绕制品成型技术:是将纤维织物缠绕在芯模上,然后注入树脂或进行热处理,形成复合材料制品。

15. 连续制板生产工艺:是将预浸料连续通过加热和加压装置,使其连续地粘结成复合材料板材。

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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。

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。

引头布的长度约为800~1200mm,视管径而定,引头布与胶布的搭接长度一般为150~250mm。

在卷制厚壁管材时,可在卷制正常运行后,将芯模的旋转速度适当加快,在接近设计壁厚时再减慢转速,至达到设计厚度时,切断胶布。

然后在保持压辊压力的情况下,继续使芯模旋转1~2圈。

最后提升压辊,测量管坯外径,合格后,从卷管机上取出,送入固化炉中固化成型。

3、预浸胶布制备工艺预浸胶布是生产复合材料层压板材、卷管和布带缠绕制品的半成品。

(1)原材料预浸胶布生产所需的主要原材料有增强材料(如玻璃布、石棉布、合成纤维布、玻璃纤维毡、石棉毡、碳纤维、芳纶纤维、石棉纸、牛皮等)和合成树脂(如酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等)。

(2)预浸胶布的制备工艺预浸胶布的制备是使用经热处理或化学处理的玻璃布,经浸胶槽浸渍树脂胶液,通过刮胶装置和牵引装置控制胶布的树脂含量,在一定的温度下,经过一定时间的洪烤,使树脂由A阶转至B阶,从而得到所需的预浸胶布。

通常将此过程称之为玻璃的浸胶。

树脂传递模塑成型简称RTM(Resin Transfer Molding)。

RTM起始于50年代,是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术,可以生产出两面光的制品。

在国外属于这一工艺范畴的还有树脂注射工艺(Resin Injection)和压力注射工艺(Pressure Infection)。

RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内,用压力将树脂胶液注入模腔,浸透玻纤增强材料,然后固化,脱模成型制品。

从上前的研究水平来看,RTM技术的研究发展方向将包括微机控制注射机组,增强材料预成型技术,低成本模具,快速树脂固化体系,工艺稳定性和适应性等。

RTM成型技术的特点:①可以制造两面光的制品;②成型效率高,适合于中等规模的玻璃钢产品生产(20000件/年以内);③RTM为闭模操作,不污染环境,不损害工人健康;④增强材料可以任意方向铺放,容易实现按制品受力状况铺放增强材料;⑤原材料及能源消耗少;⑥建厂投资少,上马快。

RTM技术适用范围很广,目前已广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业领域。

已开发的产品有:汽车壳体及部件、娱乐车构件、螺旋浆、8.5m长的风力发电机叶片、天线罩、机器罩、浴盆、沐浴间、游泳池板、座椅、水箱、电话亭、电线杆、小型游艇等。

(1)RTM工艺及设备成型工艺RTM全部生产过程分11道工序,各工序的操作人员及工具、设备位置固定,模具由小车运送,依次经过每一道工序,实现流水作业。

模具在流水线上的循环时间,基本上反映了制品的生产周期,小型制品一般只需十几分钟,大型制品的生产周期可以控制在1h以内完成。

成型设备RTM成型设备主要是树脂压注机和模具。

①树脂压注机树脂压注机由树脂泵、注射枪组成。

树脂泵是一组活塞式往复泵,最上端是一个空气动力泵。

当压缩空气驱动空气泵活塞上下运动时,树脂泵将桶中树脂经过流量控制器、过滤器定量地抽入树脂贮存器,侧向杠杆使催化剂泵运动,将催化剂定量地抽至贮存器。

压缩空气充入两个贮存器,产生与泵压力相反的缓冲力,保证树脂和催化剂能稳定的流向注射枪头。

注射枪口后有一个静态紊流混合器,可使树脂和催化剂在无气状态下混合均匀,然后经枪口注入模具,混合器后面设计有清洗剂入口,它与一个有0.28MPa压力的溶剂罐相联,当机器使用完后,打开开关,溶剂自动喷出,将注射枪清洗干净。

②模具RTM模具分玻璃钢模、玻璃钢表面镀金属模和金属模3种。

玻璃钢模具容易制造,价格较低,聚酯玻璃钢模具可使用2000次,环氧玻璃钢模具可使用4000次。

表面镀金属的玻璃钢模具可使用10000次以上。

金属模具在RTM工艺中很少使用,一般来讲,RTM的模具费仅为SMC的2%~16%。

(2)RTM原材料RTM用的原材料有树脂体系、增强材料和填料。

树脂体系:RTM工艺用的树脂主要是不饱和聚酯树脂。

增强材料:一般RTM的增强材料主要是玻璃纤维,其含量为25%~45%(重量比);常用的增强材料有玻璃纤维连续毡、复合毡及轴向布。

填料:填料对RTM工艺很重要,它不仅能降低成本,改善性能,而且能在树脂固化放热阶段吸收热量。

常用的填料有氢氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、云母等。

袋压法、热压罐法、液压釜法和热膨胀模塑法统称为低压成型工艺。

其成型过程是用手工铺叠方式,将增强材料和树脂(含预浸材料)按设计方向和顺序逐层铺放到模具上,达到规定厚度后,经加压、加热、固化、脱模、修整而获得制品。

四种方法与手糊成型工艺的区别仅在于加压固化这道工序。

因此,它们只是手糊成型工艺的改进,是为了提高制品的密实度和层间粘接强度。

以高强度玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维和环氧树脂为原材料,用低压成型方法制造的高性能复合材料制品,已广泛用于飞机、导弹、卫星和航天飞机。

如飞机舱门、整流罩、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼、隔板、壁板及隐形飞机等。

(1)袋压法袋压成型是将手糊成型的未固化制品,通过橡胶袋或其它弹性材料向其施加气体或液体压力,使制品在压力下密实,固化。

袋压成型法的优点是:①产品两面光滑;②能适应聚酯、环氧和酚醛树脂;③产品性能比手糊高。

袋压成型分压力袋法和真空袋法2种:①压力袋法压力袋法是将手糊成型未固化的制品放入一橡胶袋,固定好盖板,然后通入压缩空气或蒸汽(0.25~0.5MPa),使制品在热压条件下固化。

②真空袋法此法是将手糊成型未固化的制品,加盖一层橡胶膜,制品处于橡胶膜和模具之间,密封周边,抽真空(0.05~0.07MPa),使制品中的气泡和挥发物排除。

真空袋成型法由于真空压力较小,故此法仅用于聚酯和环氧复合材料制品的湿法成型。

(2)热压釜和液压釜法热压釜和液压釜法都是在金属容器内,通过压缩气体或液体对未固化的手糊制品加热、加压,使其固化成型的一种工艺。

热压釜法热压釜是一个卧式金属压力容器,未固化的手糊制品,加上密封胶袋,抽真空,然后连同模具用小车推进热压釜内,通入蒸汽(压力为1.5~2.5MPa),并抽真空,对制品加压、加热,排出气泡,使其在热压条件下固化。

它综合了压力袋法和真空袋法的优点,生产周期短,产品质量高。

热压釜法能够生产尺寸较大、形状复杂的高质量、高性能复合材料制品。

产品尺寸受热压釜限制,目前国内最大的热压釜直径为2.5m,长18m,已开发应用的产品有机翼、尾翼、卫星天线反射器,导弹载入体、机载夹层结构雷达罩等。

此法的最大缺点是设备投资大,重量大,结构复杂,费用高等。

液压釜法液压釜是一个密闭的压力容器,体积比热压釜小,直立放置,生产时通入压力热水,对未固化的手糊制品加热、加压,使其固化。

液压釜的压力可达到2MPa 或更高,温度为80~100℃。

用油载体、热度可达200℃。

此法生产的产品密实,周期短,液压釜法的缺点是设备投资较大。

(3)热膨胀模塑法热膨胀模塑法是用于生产空腹、薄壁高性能复合材料制品的一种工艺。

其工作原理是采用不同膨胀系数的模具材料,利用其受热体积膨胀不同产生的挤压力,对制品施工压力。

热膨胀模塑法的阳模是膨胀系数大的硅橡胶,阴模是膨胀系数小的金属材料,手糊未固化的制品放在阳模和阴模之间。

加热时由于阳、阴模的膨胀系数不同,产生巨大的变形差异,使制品在热压下固化。

喷射成型技术是手糊成型的改进,半机械化程度。

喷射成型技术在复合材料成型工艺中所占比例较大,如美国占9.1%,西欧占11.3%,日本占21%。

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