复合材料成型技术
复合材料成型工艺及应用
复合材料成型工艺及应用一、复合材料的概念复合材料是由两种或两种以上的材料组成，具有不同的物理和化学性质，经过一定的工艺方法制成一种新型材料。
常见的复合材料包括玻璃钢、碳纤维、芳纶纤维等。
二、复合材料成型工艺1.手工层叠法手工层叠法是最基本的复合材料成型方法，通常用于制作小批量产品。
该方法需要将预先剪裁好的纤维与树脂依次层叠，再通过压力和温度进行固化。
2.真空吸塑法真空吸塑法是将预先剪裁好的纤维与树脂放置在模具内，然后通过抽气将模具内外产生压差，使树脂浸润纤维，并在高温高压下进行固化。
3.自动化层叠法自动化层叠法是利用机器自动完成纤维和树脂的层叠，提高了生产效率和产品质量。
4.注塑成型法注塑成型法是将树脂加热至熔点后注入模具中，再通过高压将树脂注入纤维中，最后在高温下固化成型。
5.压缩成型法压缩成型法是将预先剪裁好的纤维和树脂放置在模具内，再通过压力将其压实，并在高温下进行固化。
三、复合材料的应用1.航空航天领域复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，在航空航天领域得到广泛应用。
如飞机机身、翼面等部件都采用了复合材料制造。
2.汽车工业汽车工业也是复合材料的重要应用领域。
复合材料可以减轻汽车自重，提高汽车性能和燃油经济性。
3.建筑领域建筑领域也开始采用复合材料作为建筑结构材料，如玻璃钢屋面、墙板等。
4.体育器材体育器材如高尔夫球棒、网球拍等也采用了碳纤维等复合材料制造，提高了器材的性能和使用寿命。
5.医疗领域复合材料在医疗领域也得到了广泛应用，如人工关节、牙科修复等。
四、复合材料的优缺点1.优点：(1)轻质高强：比同体积的钢材强度高5-10倍，比重只有铝的1/4。
(2)耐腐蚀：不易受化学物质侵蚀。
(3)设计灵活：可以根据需要设计成各种形状和尺寸。
2.缺点：(1)制造成本较高：制造过程需要较高的技术和设备投入。
(2)易受损伤：复合材料容易产生微裂纹，一旦受到外力撞击，就会导致破坏。
五、结语复合材料作为一种新型材料，在各个领域得到了广泛应用。
复合材料成型方法
复合材料成型方法复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的新材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
而复合材料的成型方法对其性能和质量有着重要的影响。
下面将介绍几种常见的复合材料成型方法。
首先，注塑成型是一种常见的复合材料成型方法。
该方法通过将熔融的复合材料注入模具中，经过冷却凝固后形成所需的零件或制品。
注塑成型适用于生产大批量、复杂形状的复合材料制品，具有生产效率高、成型周期短、成型精度高等优点。
其次，预浸料成型是另一种常用的复合材料成型方法。
预浸料是指将纤维材料预先浸渍在树脂中，然后再经过成型、固化等工艺制成复合材料制品。
预浸料成型适用于生产高性能、复杂结构的复合材料制品，具有成型工艺简单、成型质量高、制品性能稳定等优点。
此外，压缩成型也是常见的复合材料成型方法之一。
该方法通过在模具中施加压力，使预先浸渍好的纤维材料与树脂充分浸润、成型、固化，最终形成复合材料制品。
压缩成型适用于生产密度大、强度高的复合材料制品，具有成型工艺简单、成型周期短、成型成本低等优点。
最后，纺丝成型是一种新兴的复合材料成型方法。
该方法通过将熔融的复合材料通过喷丝头喷出，经过拉伸、冷却后形成纤维，再经过覆盖、固化等工艺制成复合材料制品。
纺丝成型适用于生产纤维含量高、柔软透气的复合材料制品，具有成型工艺简单、成型效率高、成型成本低等优点。
综上所述，复合材料的成型方法多种多样，不同的成型方法适用于不同的复合材料制品，选择合适的成型方法可以提高制品的质量和性能，降低生产成本，促进复合材料产业的发展。
希望本文所介绍的复合材料成型方法对您有所帮助。
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。
复合材料成型加工技术---
真空袋
1. 过程
制品毛坯 真空袋密封 抽真空 固化 制品
2. 特征 1）工艺简单，不需要专用设备； 2）压力较小，最大为0.1MPa，只适
用厚度1.5mm以下复合材料制品
压力袋成型
压力为0.25~0.5MPa
真空袋-热压罐成型
预浸料成型
预浸料成型（prepreg lay-up）
基本步骤：
设备：要求比RTM高，投资大
模压成型（Compression Molding）
将复合材料片材或模塑料放入金属对模中， 在温度和压力作用下，材料充满模腔，固 化成型，脱模制得产品的方法。
模具预热 模压料称量
涂刷脱模剂 预热
装模
压制 脱模
制品 检验 后处理
BMC模压 SMC、TMC模压 预浸料模压（层压）
多孔膜 密实膜 多孔织物
多孔膜
真空封装系统：透气、隔离、吸胶、透胶系统
适合加工高纤维含量（>60%）复合材料 简单和复杂构型构件均可以加工 高强度和高刚度复合材料均可以加工 劳动强度大，不适于大量加工 构件成本高 在航空和军事用先进复合材料上用途广泛
喷射成型（spray-up process）
包括：
干法缠绕： 预浸纱 湿法缠绕： 纤维纱 半干法缠绕： 纤维纱
加热软化 缠绕 浸胶 缠绕 浸胶 烘干 缠绕
非常适合制作管 状制品，如压力 容器、管道、火 箭发动机壳体、 喷管、化学品储 存罐等
配合CAD系统， 可以制作外形更 为复杂的构件
基本步骤
① 粗纱线轴放置在粗纱架上； ② 几根粗纱从导纱沟中穿过； ③ 固化剂和树脂在容器中混合后倒入树脂浸渍槽中； ④ 在卷绕滚筒上涂覆脱模剂、凝胶涂层，并将卷绕滚筒放
先进复合材料成型技术
先进复合材料成型技术
先进复合材料成型技术是指利用先进的工艺和技术手段将复合材料制备成所需形状和尺寸的过程。
其中，复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，以得到更优异性质或性能的材料。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料、层状复合材料和粉末冶金复合材料等。
在先进复合材料成型技术中，主要的方法包括：
1. 压缩成型：将复合材料放入模具中，通过外部力作用使其成型。
该方法适用于具有规则形状的产品，如板材、棒材等。
2. 注塑成型：将复合材料加热至熔融状态后，通过注射机将其注入模具中，冷却后成型。
该方法适用于复杂形状的产品，如壳体、零件等。
3. 叠层成型：将预浸料或干预浸料的纤维层堆叠在一起，然后通过热压或自动化的机械压力系统将其热固化成型。
该方法适用于大型、高强度的复合材料制品。
4. 旋压成型：将预浸纤维绕在模具的表面，然后通过加热和压缩使其固化成型。
该方法适用于中小型、复杂形状的产品制造。
5. 真空吸塑成型：将预先加热的塑料片放置在模具上，然后通过真空吸取空气使其紧贴模具表面，冷却后成型。
该方法适用于薄壁、透明或有特殊形状的产品。
这些先进复合材料成型技术在航空航天、汽车、建筑等领域有广泛应用，可大幅提高产品的强度、刚度和耐用性。
复合材料的成型工艺
模压制品主要用作结构件、连接件、防护件 和电气绝缘等，广泛应用于工业、农业、交通运 输、电气、化工、建筑、机械等领域。
由于模压制品质量可靠，在兵器、飞机、导 弹、卫星上也都得到应用。
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3. 层压成型工艺
层压成型工艺，是把一定层数的浸胶布(纸) 叠在一起，送入多层液压机，在一定的温度和压 力下压制成板材的工艺。
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手糊成型工艺优点
①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；
②设备简单、投资少、设备折旧费低。
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③工艺简单； ④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 ⑤制品树脂含量较高，耐腐蚀性好。
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手糊成型工艺缺点
① 生产效率低，劳动强度大，劳动卫生 条件差。
连续纤维缠绕技术的优点
首先，纤维按预定要求排列的规整度和精度 高，通过改变纤维排布方式、数量，可以实现等 强度设计，因此，能在较大程度上发挥增强纤维 抗张性能优异的特点，
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其次，用连续纤维缠绕技术所制得 的成品，结构合理，比强度和比模量高， 质量比较稳定和生产效率较高等。
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连续纤维缠绕技术的缺点
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③不需要或仅需要进行少量加工，生 产过程中树脂损耗少；
④制品的纵向和横向强度可任意调整， 以适应不同制品的使用要求，其长度可根 据需要定长切割。
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拉挤制品的主要应用领域
(1)耐腐蚀领域。主要用于上、下水装置，工业 废水处理设备、化工挡板及化工、石油、造纸和冶 金等工厂内的栏杆、楼梯、平台扶手等。
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金属对 模准备
模塑料、 颗粒树脂
短纤维
涂脱模剂
加热、加压
膜压成型 加热 冷却
复合材料的成型工艺与应用研究
复合材料的成型工艺与应用研究在当今的材料科学领域，复合材料以其优异的性能和广泛的应用受到了越来越多的关注。
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组合而成的一种新型材料，其性能往往优于单一材料。
而复合材料的性能不仅取决于组成材料的性质，还与成型工艺密切相关。
本文将对复合材料的成型工艺及其应用进行深入探讨。
一、复合材料的成型工艺1、手糊成型工艺手糊成型是一种古老而简单的复合材料成型方法。
它是在模具上涂刷脱模剂，然后将增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）铺放在模具上，再用刷子或喷枪将树脂均匀地涂覆在增强材料上，使其浸润，最后通过固化得到复合材料制品。
手糊成型工艺的优点是设备简单、投资少、能生产大型制品；缺点是劳动强度大、生产效率低、产品质量不稳定。
2、喷射成型工艺喷射成型是将树脂和短切纤维通过喷枪同时喷射到模具上，然后压实、固化得到复合材料制品。
这种工艺可以提高生产效率，减少人工操作，但纤维含量相对较低，制品的力学性能不如手糊成型的制品。
3、模压成型工艺模压成型是将预浸料（树脂浸渍过的增强材料）放入模具中，在一定的温度和压力下固化成型。
模压成型工艺生产效率高、产品质量稳定、尺寸精度高，但模具成本较高，适合大批量生产。
4、缠绕成型工艺缠绕成型是将连续的纤维或带材通过缠绕机缠绕在芯模上，然后经过固化得到复合材料制品。
缠绕成型可以实现等强度设计，制品的强度高，但设备复杂，只适合生产圆柱形或球形等回转体制品。
5、拉挤成型工艺拉挤成型是将连续的纤维通过树脂浸渍槽，然后在牵引机的作用下通过加热模具固化成型。
拉挤成型工艺生产效率高、产品性能好，但只能生产截面形状不变的制品。
6、树脂传递模塑（RTM）成型工艺RTM 成型是将树脂注入闭合模具中，浸润预先放置在模具中的增强材料，然后固化成型。
RTM 成型工艺可以生产复杂形状的制品，纤维含量高，产品质量好，但模具设计和制造较为复杂。
二、复合材料的应用1、航空航天领域在航空航天领域，复合材料由于其轻质、高强、耐高温等性能，被广泛应用于飞机、卫星、火箭等飞行器的结构件中。
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。
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金属基复合材料发展的历史背景
•
二十世纪以来，随着科学技术的进步和新技术、新产业的出现，
特别是二战后高、精、尖技术的迅速崛起和发展，世界各国对工程材
料的需求越来越广泛，对材料性能也提出了越来越苛刻的要求。在这
种情况下，传统的、单一的金属材料，或受自然资源的局限，或因综
合性能不足，其应用领域受到了很大的限制，已越来越不能满足高新
• 金属层状复合材料的性能要求 近些年来，随着科学技术的进步，特别是高精尖技术的发展，对复合 材料的品种和性能提出了更高的要求。要求复合材料性能好、寿命长、 安全可靠，具有更高的强度、韧性和更小的比重;有时还需要复合材料 具有优良的的耐热性和耐腐蚀性，而且价格低，能够节约稀贵金属。 要在单一的金属材料上实现以上的性能要求有时十分困难，甚至不能 实现。通过几种物理性能相异材料的相互复合，实现以上功能并不困 难。层压型复合材料作为复合材料中的一种，可以满足以下要求:
• 我国对金属层状复合材料的研究起始于20世纪60年代初， 主要生产方式有爆炸复合法、爆炸+轧制(冷轧、热轧)复合 法、包浇(固一液结合)+轧制复合法等。其中“包浇十轧制 法”在重钢五厂实验并成功生产过，但后来由于技术经济
条件制约而停止生产。热轧复合法在上钢三厂生产过，但
产品质量水平与国外产品有一定的差距，主要表现在界面
个重要的发展方向川。现在，金属基复合材料在石油、机械、化工、
造船、建筑、电力、电子及家用电器、日常生活用品等许多领域得到
更加广泛的应用。为节约能源和资源，减轻产品重量、提高产品的性
能，产品的生产者和消费者也急需科研工作者开发研制出种类更多、
成本更低、性能更优的新型材料来满足生产和使用的要求。所以开发
• 英、法、德等发达国家对复合材料的研究也有相当的水平， 其中英国伯明翰大学在20世纪五、六十年代对固相复合进 行了较为系统的研究，取得了很多成果。
• 日本在复合材料方面的研究起步较晚，但其发展十分迅速， 近年来已成为从事金属复合研究最多的国家之一。特别是 20世纪90年代以后，对不锈钢与铝的复合研究更是取得了 很多成果，而且申请了多项专利，尤其在阶梯式加热复合 及温轧复合方面取得了令人瞩目的研究成果。
金属层状复合材料的研究现状
• 1956年美国率先提出金属层压复合的三步工艺，即:表面 处理—轧制复合—退火强化处理，这项技术使双金属室温 固相复合得到了迅速的发展。
• 前苏联对层压复合材料的研究始于20世纪30年代，主要采 用轧制法、铸造法、爆炸法、扩散焊法等方法生产铝、钦、 钢等金属与合金的复合材料，尤其在冷轧复合方面的研究 比较深入。
金属层状复合材料的特性和应用
• 金属层状复合材料的特性 金属层状复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、 化学性能不同的金属层牢固结合在一起而获得的一种新型 材料。通过科学的选择材料组元，合理的设计复层结构， 可以满足不同的应用需要。通过材料设计，金属层状复合 材料比较容易实现以下性能:
• (l)具有高比强度、比模量。 • (2)具有优良的耐高温性能，能在高温、氧化性气氛中正常
结合较差，结合面抗剪强度较低以及复层金属厚度不均等。 现阶段我国双金属复合板的生产中，爆炸+轧制复合法己 经比较成熟。但是爆炸复合法工艺繁杂，生产效率低，难
以实现大规模、连续化生产，而且工作环境恶劣，噪音大，
污染环境。现在用爆炸复合法生产的复合板产品价格较高，
而且在板形、结合质量方面与国外同类产品还有一定的差 距。
金属层状复合材料的制备方法
• （1）轧制复合
• 轧制复合法是借助大的压下量轧制两层或多层金 属和合金，依靠原子间金属键的相互吸引力而使 组元层结合起来的一种复合技术。根据轧制复合 时是否加热可以分为热轧复合和冷轧复合。这种 方法一般包括三个步骤:表面处理、轧制复合和扩 散退火。轧制复合可以进行成卷连续生产，各金 属组元层的厚度均匀，产品尺寸精确，性能稳定， 生产效率高、成本低，易于实现大规模工业化生 产。
技术的发展要求。20世纪80年代以后，金属基复合材料被广泛应用于
火箭制造、兵器工业、航空航天等科技尖端领域。近些年来，随着社
会经济的发展，人们对能源和资源的消耗量日益增多，许多矿产资源
日渐枯竭，广泛使用节能环保的绿色复合材料已经成为社会生活的发
展潮流，世界各国也将研究和制备新型复合材料作为材料科学领域一
• 爆炸复合 • 爆炸复合法投资少、成本低，不需要复杂的大型
设备，只要有爆炸场地即可生产。爆炸复合通过 强大的爆破力作用实现不同金属原子的紧密结合， 通过金属键形成牢固的焊接界面，实现基层和复 层牢固的冶金结合。 • 爆炸复合法主要适用于单张面积较大、板厚较厚 的双层或多层复合板的生产，如不锈钢/钢、不锈 钢/铝、钦/钢、钦/铜等。爆炸复合仅限于制造平 板，而且由于起爆位置、间距、装药形式以及爆 轰波传播方式的不同，易导致复合率的降低，难基复合材料具有十分紧迫的现实意义，也必将带来显著
的经济效益和社会效益。
• 金属基复合材料根据其特点可以分为三大 类:
层状复合材料
颗粒复合材料
纤维复合材料
金属层状复合材料的定义和性能要求
• 金属层状复合材料的定义 层压型复合材料是金属基复合材料中的一种，根 据国际标准化组织的定义:层状复合材料是由两种 或两种以上物理和化学性质不同的物质层合而成 的一种多相固体材料。层状复合材料各组元层保 持各自的相对独立性，但其性能并不是组元材料 性能的简单叠加，而是有着重要的改进。合理选 择不同的组元层，可以使该材料具有多种优异性 能，以满足抗磨损、抗腐蚀、抗冲击及高导热性、 导电性等多种特殊的应用要求。
• (1)性能互补:如将高硬度材料与高韧性材料层状复合后制成性能互补 的复合板。
• (2)表面保护作用:用耐热、耐腐蚀、耐磨的材料作复合板的表层起到 保护作用。
• (3)利用材料物理性能的差异:如利用热膨胀系数不同的材料制作热敏 元件。
• (4)经济作用:稀贵金属与廉价金属复合以节约稀贵元素或贵金属。
工作。 • (3)耐磨、导热性好、热膨胀小、尺寸稳定。 • (4)成本低廉，适用于批量生产。
金属层状复合材料的应用
层状复合材料的特点在于能够充分发 挥和合理利用各种金属的特殊物理、力学 性能，大大节约稀贵金属以降低成本。通 过对层板组分的合理的选择以及适当的加 工工艺，可以获得满足不同需要的层状金 属复合材料。目前，层压复合材料已广泛 应用于交通、建筑、化工、核能、电力、 海洋工程等多种行业。