复合材料树脂渗透成型工艺(详细)
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。
环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺与应用
碳纤维缠绕复合材料成型工艺
碳纤维缠绕复合材料的制备过程主要包括纤维铺放、树脂浸润和热处理等环 节。下面分别介绍这些步骤及其对材料性能的影响。
1、纤维铺放：此步骤是碳纤维缠绕复合材料制备的关键环节之一。纤维的 排列方向、密度和厚度等因素都会影响最终产品的性能。铺放过程中需采用专门 的设备和工艺，确保纤维分布的准确性和稳定性。
引言：碳纤维增强环氧树脂复合材料是一种具有优异性能的材料，因其具有 高强度、高韧性、耐腐蚀、轻质等优点而被广泛应用于航空、航天、汽车、体育 器材等领域。随着科技的发展，对于这种复合材料的研究和应用也越来越广泛。 液体成型是一种常见的复合材料制造工艺，具有成本低、效率高等优点，因此， 研究碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型工艺及其性能具有重要意义。
在航天领域，碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于火箭箭体、卫星平台等关 键部位。其轻质、高强度、耐腐蚀等优点使得它在航天领域具有广泛的应用前景。
在汽车领域，碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于汽车车身、底盘等部位。 其高强度、耐腐蚀和轻质等优点可以提高汽车的性能和舒适性，同时也可以提高 汽车的安全性。
四、结论
环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺主要包括以下步骤： 1、纤维浸润：将碳纤维或其它纤维浸入环氧树脂中，使其充分浸润。
2、固化：在一定的温度和压力下，环氧树脂发生固化反应，形成固态复合 材料。
3、后处理：对固化后的复合材料进行切割、打磨、钻孔等后处理，以满足 不同应用场景的需求。
3、后处理：对固化后的复合材 料进行切割、打磨、钻孔等后处 理
三、碳纤维树脂基复合材料的应 用研究进展
碳纤维树脂基复合材料在航空、航天、汽车等领域得到了广泛应用。近年来， 随着技术的不断发展，其在这些领域的应用研究也取得了显著的进展。
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。
复合材料的成型工艺
复合材料的成型工艺复合材料是指由两种或以上组分构成的材料，通过合理的配比和加工工艺，在性质上综合体现出超过单一组分材料的优良性能，具有较好的力学、物理、化学和生物性能等特点。
常见的复合材料有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、陶瓷基复合材料等。
手工层叠成型是最早应用的成型工艺之一，适用于一些特殊形状的复合材料构件的制作。
这种成型工艺的原理是将预浸料层叠在一起，然后经过压力和温度处理使其固化成形。
虽然这种成型工艺操作简单、成本较低，但其生产效率低，工艺控制和质量控制困难。
注塑是一种常用的复合材料成型工艺，广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
其原理是将预制的纤维增强材料与树脂熔融混合，通过模具将混合物注入至需要的形状中，然后冷却固化。
挤出是一种制备复合材料的连续成型工艺，适用于纤维增强材料含量较高的构件的制备。
其原理是将纤维和树脂混合物挤出成型，通过模具成形后冷却固化。
这种成型工艺能够快速制备大批量的复合材料构件，成本相对较低。
压制是一种常见的复合材料成型工艺，适用于制备高精度、大尺寸的构件。
其原理是将预制的纤维增强材料与树脂层叠放置在模具中，在一定的温度和压力下进行压制成型，然后冷却固化。
压制工艺对模具的要求较高，但可以获得较高的成品质量。
浸渍是将纤维增强材料浸透在树脂中，然后通过挤压或真空吸取等方式使其充分饱和，然后进行固化成型的工艺。
这种成型工艺适用于复杂形状、大尺寸的构件制备，但对工艺环境要求较高。
自动层叠成型是一种用于制备大型、高强度和高精度的复合材料构件的成型工艺。
其原理是通过自动层叠机械将纤维增强材料与树脂按照设计要求进行层叠，并进行热压成型。
该工艺可以实现连续、高效的生产，但对设备的要求较高。
综上所述，复合材料的成型工艺多样，选择合适的成型工艺可以有效提高复合材料的成品率和质量。
不同的复合材料成型工艺在应用领域、成本、工艺控制等方面存在差异，需要根据具体需求进行选择。
树脂基复合材料成形工艺
二、液态法
• 井喷沉淀法（spray co-deposition） 井喷沉淀法（ ）
– 金属熔化 液态金属雾化 颗粒加入、混合 金属熔化→液态金属雾化 颗粒加入、混合→ 液态金属雾化→颗粒加入 沉积→凝固 沉积 凝固 – 工艺简单，生产率高；冷却速度快，复合材料 工艺简单，生产率高；冷却速度快， 晶粒细，组织均匀；增强颗粒分布均匀； 晶粒细，组织均匀；增强颗粒分布均匀；复合 材料气孔率大→ 挤压处理→ 致密材料。 材料气孔率大 挤压处理 致密材料。 – 适用面广，多种基体和增强颗粒，可生产空心 适用面广，多种基体和增强颗粒， 锻坯和挤压锭等。 管、板、锻坯和挤压锭等。 – 制造颗粒增强金属基复合材料。 制造颗粒增强金属基复合材料。
第九章
• 本章内容： 本章内容：
复合材料的成形工艺
– 金属基复合材料的成形工艺 – 树脂基复合材料的成形工艺 – 陶瓷基复合材料的成形工艺
• 本章重点： 本章重点：
– 树脂基复合材料成形工艺
§9-1 复合材料简介
一、复合材料基本概念
复合材料（ ）：由两种或两 复合材料（composite material）：由两种或两 ）： 种以上物理化学性质不同的物质， 种以上物理化学性质不同的物质，经人工合成的 一种多相固体材料。 一种多相固体材料。 优点： 优点： 充分发挥组成材料的性能；材料优化设计。 充分发挥组成材料的性能；材料优化设计。 结构复合材料： 结构复合材料：如玻璃钢 功能复合材料： 功能复合材料：如双金属片
• 组织致密，性能好；可直接制成复杂零件；工艺简单， 组织致密，性能好；可直接制成复杂零件；工艺简单， 易控制，生产率高；但设备复杂， 易控制，生产率高；但设备复杂，成本高 • 用于铝基、铜基复合材料板材、棒材、线材生产。 用于铝基、铜基复合材料板材、棒材、线材生产。
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。
史上最全树脂基复合材料成型工艺，详解
史上最全树脂基复合材料成型⼯艺，详解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，⼀些成型⼯艺⽇臻完善，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：⼀、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）。
接触低压成型⼯艺过程，是先将材料在阴模、阳模或对模上制成设计形状，再通过加热或常温固化，脱模后再经过辅助加⼯⽽获得制品。
属于这类成型⼯艺的有⼿糊成型、喷射成型、袋压成型、树脂传递模塑成型、热压罐成型和热膨胀模塑成型（低压成型）等。
其中前两种为接触成型。
接触低压成型⼯艺中，⼿糊成型⼯艺是聚合物基复合材料⽣产中最先发明的，适⽤范围最⼴，其它⽅法都是⼿糊成型⼯艺的发展和改进。
接触成型⼯艺的最⼤优点是设备简单，适应性⼴，投资少，见效快。
根据近年来的统计，接触低压成型⼯艺在世界各国复合材料⼯业⽣产中，仍占有很⼤⽐例，如美国占35%，西欧占25%，⽇本占42%，中国占75%。
这说明了接触低压成型⼯艺在复合材料⼯业⽣产中的重要性和不可替代性，它是⼀种永不衰落的⼯艺⽅法。
但其最⼤缺点是⽣产效率低、劳动强度⼤、产品重复性差等。
1、原材料接触低压成型的原材料有增强材料、树脂和辅助材料等。
（1）增强材料接触成型对增强材料的要求：①增强材料易于被树脂浸透；②有⾜够的形变性，能满⾜制品复杂形状的成型要求；③⽓泡容易扣除；④能够满⾜制品使⽤条件的物理和化学性能要求；⑤价格合理（尽可能便宜），来源丰富。
⽤于接触成型的增强材料有玻璃纤维及其织物，碳纤维及其织物，芳纶纤维及其织物等。
（2）基体材料接触低压成型⼯艺对基体材料的要求：①在⼿糊条件下易浸透纤维增强材料，易排除⽓泡，与纤维粘接⼒强；②在室温条件下能凝胶，固化，⽽且要求收缩⼩，挥发物少；③粘度适宜：⼀般为0.2～0.5Pa·s，不能产⽣流胶现象；④⽆毒或低毒；⑤价格合理，来源有保证。
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复合材料树脂渗透成型工艺
随着行业发展对生产速度提出更高的需求，单依靠传统的手糊成型工艺已经难以满足日益增长的市场需求，因此，加工工艺的自动化是顺应这一潮流的必然趋势。
最常见的自动化成型工艺是树脂传递模塑工艺（-ResinTransferMolding），有时也被称为液体成型工艺（LiquidMolding）。
树脂传递模塑工艺是一种十分简单的成型工艺：其原理是首先在金属或复合材料制成的闭合模具中铺放干增强材料预成型体（preform），然后将树脂和催化剂按照一定比例计量并充分混合，再采用注射设备通过注射口（injectionports）利用压力注入到模具中，使树脂按照预先设计的路径浸润到增强材料上的过程。
树脂传递模塑工艺要求极低粘度的树脂，特别是当预成型体较厚时，较好的树脂的流动性能够确保更及时和更充分的浸润效果。
如有需要，模具和树脂可以进行加热，但是成型工艺的固化无需使用热压釜。
但是，一部分应用于高温的制品通常在脱模后还要进行后固化（postcure）。
大多数的应用程序都采用双组分环氧树脂配方（two-partepoxyformulation）：双马来酰亚胺（Bismaleimideresin）和聚酰亚胺树脂（polyimideresin）。
组分的配方过程不会提前太早，通常在注射前进行。
轻型树脂传递模塑工艺（Light）是近年来发展较快的低成本成型工艺，是树脂传递模塑工的变体工艺。
轻型树脂传递模塑工艺不仅
具备工艺的所有特点，还降低了成型工艺对一系列指标的要求，例如，注射压力，真空耦合（coupledwithvacuum），和模具的造价和刚性指标。
树脂传递模塑工艺具有许多显著的优点。
一般来说，在树脂传递模塑工艺过程中所使用的干预成型体和树脂材料的价格都比预浸料便宜，而且还可以在室温下存放。
利用这种工艺可以生产较厚的净成形零件，同时免去许多后续加工程序。
该工艺还能帮助生产尺寸精确，表面工艺精湛的复杂零件。
树脂传递模塑工艺还有一个特点是，能够允许闭模前在预成型体中放入芯模填充材料，避免预成型体在合模过程中被挤压。
芯模在整个预成型体中所占的比重较低，大约在0-2%之间。
简而言之，树脂传递模塑工艺可以作为一种高效可重复的自动化制造工艺大幅降低加工成型时间，将传统手糊成型的几天时间缩短为几小时，甚至几分钟。
不同于树脂传递模塑工艺（预先将树脂和催化剂混合注入模具的顺序，反应注射成型工艺（RIM）的原理是将快速固化树脂和催化剂分别注入模具中。
混合和化学反应过程都在模具中进行，而非在混合头（dispensinghead）中。
许多汽车制造商利用结构反应注射成型工艺（structuralRIM-SRIM）和快速预成型方法相结合的制备方式来制造汽车结构件，生产的产品不需要再进行表面优质感处理（ClassAfinish）。
可编程机器人已发展成为一种常见的喷射手段，它可以将短切玻璃纤维和粘接剂的混合物喷到真空预成型体模具上。
机器人喷射的最大特点是可控制纤维的方向。
另外，还有一个与之相关
的技术干纤维铺设（dryfiberplacement）技术，结合了编织预成型体和树脂传递模塑工艺。
该技术制备的产品的纤维含量高达百分之六十八，由于全程采取自动化控制工艺，确保低气泡含量和稳定的复制成形效果，所制备的产品无需进行修剪。
真空辅助树脂传递模塑成型工艺（V ARTM）是近年来发展速度最快的新成型技术。
真空辅助树脂传递模塑成型工艺和标准树脂传递模塑成型工艺的主要区别是，V ARTM是一种利用真空吸注树脂进入模具的方法，而RTM是利用压力将混合体泵入模具的方式。
真空辅助树脂传递模塑成型工艺（不需要高温或高压。
出于这个原因，V ARTM 工艺不仅可以采用成本较低的工具，还能够一次性生产复杂的大型零部件。
在V ARTM成型工艺过程中，纤维增强材料被放置在一个单面的模具中，上面覆盖着一层坚硬或有弹性的真空密封膜。
通常树脂是通过设计好的注射口利用真空吸注原理进入模具，然后按照预先设定的路径有计划的渗透到增强材料上，大大简化了纤维的浸润处理（wetout）。
利用该工艺制备的产品的纤维含量高达百分之七十。
目前该技术主要应用于海洋，地面交通和基础设施等领域。
树脂膜渗透（RFI）工艺是一种混合成型工艺，是将干预成型体放置在模具中，覆盖着下面的一层高粘度（高分子量）树脂薄膜层，或者当铺层较厚时，预成型体与树脂呈交错夹层，再通过加热模具和抽真空使模内的高分子量树脂融化，均匀而充分的浸润预成型体的过程。
该成型工艺的一大特点是树脂渗透的流程短，而且树脂分布均匀，
并且可以采用高分子量的树脂。