热压罐成型工艺ppt课件
第4章热压罐成型工艺（PDF）
胶膜压延法
树脂含量可由胶膜 厚度，辊压力与间 距、纤维张力、加 热温度等控制
线速度大，效率高 树脂含量容易控制 挥发分含量低，污染小 制膜和浸渍过程分步进
行，减少对纤维损伤
预浸料制备
大纱束或织物难于浸透 高粘度树脂难于浸渍 设备投资高，纤维用量大
2 辅助材料 Auxiliary material
碳纤维 其热膨胀系数与所成型复合材料构件一致，质量轻，材料模量高，模具
复合材料
刚度大；适用于高精度的大型构件的成型，但材料成本高，耐温低，表 面易划伤，有吸湿问题
玻璃纤维 质量轻，材料价格低；但材料模量低，模具刚度差；一般用于简单成型 复合材料 或型面要求不高的结构
3 模具材料－模具的分类
根据模具用材料
可很好的排除挥发物
4 袋压成型——压力袋成型
密封装置
盖板
压缩空气
空气压缩机
压力袋
特点：
模具
复合材料坯料
通过向橡皮囊构成的压力袋(气压室)内注入压缩空气，实现对 复合材料坯料的加压，也叫气压室成型；
真空袋基础上发展而来，气压均匀垂直作用在毛胚的表面，压 力可达0.25-0.5MPa，对模具强度和刚度的要求较高；
真空薄膜
具有较好的强度、延展性、耐温性、耐磨性和韧性。使用时，用腻子 将成型中的构件密封在模具上，形成真空袋
密封胶带
具有常温下的粘性，高温下密封性好，固化后易清理和贮存时间长等 特点
吸胶材料
可定量吸出复合材料毛坯中的多余树脂，并有一定透气性能的材料。 有吸胶毡、玻璃布、吸胶纸等，其单位面积吸树脂量随材料而异
成型工 艺稳定 可靠
热压罐内的压力和温度均匀，可以保证成型构件的质量稳定。一般热压罐成型 工艺制造的构件孔隙率较低、树脂含量均匀，相对其他成型工艺热压罐制备构 件的力学性能稳定可靠，迄今为止，航空航天领域要求高承载的绝大多数复合 材料构件都采用热压罐成型工艺。
热压罐成型工艺课件
后期处理
修整
对成型后的产品进行修整，去除毛刺、飞边 等。
质量检测
对产品进行质量检测，确保符合要求。
03 热压罐成型工艺参数
温度
总结词
温度是热压罐成型工艺中最重要的参数之一 ，它直接影响材料的物理和化学性质以及产 品的最终性能。
详细描述
在热压罐成型过程中，温度的合理控制对于 确保产品质量至关重要。温度过低可能导致 材料无法充分塑化或流动，影响产品的机械 性能和外观；而温度过高则可能导致材料过 热分解、烧焦或者产生气泡等缺陷。因此， 需要根据材料的特性和产品的要求，选择合
热压罐成型工艺课件
目录
• 热压罐成型工艺简介 • 热压罐成型工艺流程 • 热压罐成型工艺参数 • 热压罐成型工艺质量控制 • 热压罐成型工艺案例分析
01 热压罐成型工艺简介
定义与特点
定义
热压罐成型工艺是一种先进的复合材料制造工艺，通过在高压和高温下将预浸 料放入热压罐中，经过一定的温度和压力作用，使材料发生塑性变形，最终形 成所需形状和性能的复合材料构件。
产品质量检测与控制
01
02
03
外观检测
对热压罐成型的产品进行 外观检查，确保无明显缺 陷和气泡。
尺寸检测
使用测量工具对产品尺寸 进行测量，确保符合设计 要求。
性能测试
对产品进行机械性能测试 ，如拉伸、弯曲、抗压等 ，以确保其满足使用要求 。
05 热压罐成型工艺案例分析
案例一：航空航天领域应用
总结词：热压罐成型工艺在航空航天领域应用广泛，主 要用于制造高性能的复合材料制品，如飞机结构和航天 器部件。 机翼、尾翼和机身等大型复合材料结构件的制造；
热压罐固化成型工艺流程
热压罐固化成型工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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再次美化后-2单元4讲热压罐成型-封装
真空袋组成
08 均压板
均压板是有一定刚度的光滑板，它拥有 与成品相同的尺寸和表面形状，并与复 合材料铺层直接接触，主要作用如右：
①使制件与真空袋接触的表面光滑； ②防止排出过多的树脂； ③使转角保持光滑，防止变厚度区域发生褶皱； ④通过轻轻按压可以调整制件的外形； ⑤甚至可以辅助对整个零件上的压力进行重新分配。 均压板可采用金属，若是软模，则是未硫化的橡胶， 可重复使用6～10次。
树脂基复合材料成型工艺
——热压罐成型-封装
学习目标
01
能正确选择真空 袋辅助材料
02
能完成真空袋 的制备
热压罐成型制备的航空复合材料结构 件的成本为1.5~2万元/kg，除了热压 罐初始投资成本高，真空袋辅助材料 的消耗也是很重要的一个因素，下图 为典型固化真空袋系统，你能说出各 序号指代的材料名称和作用吗？
THANK YOU
尺寸：挡条的高度应该比固化后层合板的厚
度稍高，或与层合板、分离膜以及吸胶材料
组成的厚度大致相等。
档
条
真空袋组成
03 热电偶
用于监测固化时的温度变化，以确保生产出 满足规范要求的高质量复合材料零件。每间 隔500mm安放一个热电偶，整个固化体系至 少需要安放两个热电偶。 位置：升温最快和最慢的地方，安放位置不 应破坏零件表面，可放在制品的加工余量处， 或可包住贴于模具上面。
真空袋组成
11 随炉件 13 底模板
如果需要制备随炉件考察固化工艺， 真空袋内还需使用铝板或钢板作为底 模 板 ， 铺 叠 200mm×200mm×16 层 平 板随炉件，用于固化脱模后测三点抗 弯强度和层间剪切强度等。
真空袋组成
碳纤维铺层及热压罐成型工艺
碳纤维铺层及热压罐成型工艺
碳纤维铺层及热压罐成型工艺是一种现代高科技制造工艺，采用先进的机械加工和材料技术，使得强度、硬度、耐磨性和抗腐蚀性等性能均得到了很大的提升。
热压罐成型工艺适用于生产大型复杂形状的碳纤维复合材料零件，可以减少零件生产时间和人工成本，并实现更多的一次成型。
本工艺具有高效性、经济性、环保性等优点，已经成为一种被广泛应用的高新技术生产工艺。
碳纤维铺层是碳纤维复合材料制造中的关键工序之一，是在基材表面按照固定规律排列并定量铺设碳纤维的过程，其目的是增加复合材料的强度和硬度。
这个过程需要精湛的技术和丰富的经验，还需要科学合理的设备和工具来确保质量。
碳
纤维铺层的关键是布放精度和速度的控制，以及合理的模具设计和模具材料的选择。
热压罐成型是一种采用高温和高压作用下进行复合材料成型的工艺，利用热压罐对铺设好的碳纤维进行高温高压的压制，以达到改善材料力学性能和提高材料
综合使用性能的目的。
在此工艺中，热压罐内部装有模具，模具可以根据需要进行加热和冷却，通过特殊设备对罐内空气进行排放和加压，使得模具内残余气体被压到无法在材料中产生气泡，从而保证了复合材料的密度和质量。
总之，碳纤维铺层及热压罐成型工艺是一种颇具现代化和科技化的高新技术生产工艺，通过优化设计和研发，可以使复合材料零件的生产效率和质量得到极大的提升。
同时，这种工艺也对推动保证性能和降低能耗、提高环保意识等方面具有重要意义。
再次美化后-2单元5讲热压罐成型-固化
——热压罐成型-固化
学习目标
01
会连接真 空接头
02
03
04
会整理 真空袋
会概括工艺参数 会处理固化 设置基本原则 过程中的破袋
01 真空袋与热压罐连接
01 热电偶连接
作用： 监控固化过程中制件是否受热均匀、固化均匀
温度信号
工 作 原 热电动势信号 理
连接注意事项 两查验两记录
温度
查验是不是两个以上 查验是不是距离500mm以上
记录热电偶在工装中位置 记录热电偶在热压罐中位置
02 真空接头连接
➢ 真空袋中的真空接头需要连接热压罐中的真空接头，热压罐真空 系统工作时才能对制件的整个工装进行抽真空并检测真空度。
➢ 真空连接时，左手扶住真空袋中的真空接头，右手持热压罐中真 空接头，除了注意要握住卡环并往下松动，同时特别要注意右手 掌心要悬空，避开手作用于真空接头和软管的连接处，听到“咔 哒声”即完成连接。
个真空袋，听到“嘶嘶嘶”的进气声音则能确定漏 气点，使用腻子胶条修补即可 ➢ 若检测不出漏点真空度又不合格，重新制备真空袋
03 工艺参数的设置
温度
使树脂流动， 并为固化提 供能量
压力
压实、防分 层、控制胶 含量和形状
真空
定位，防止加压 介质进入，排出 气体、水分和低 分子物质
时间
应使树脂充
分固化
升温速率
1~3℃/min 太快固化 不均匀
降温速率
＜3℃/min，太 快，热应力导 致变形
加压时机
凝胶前后几分钟， 太早，树脂外溢、 贫胶，太晚，富 胶、孔隙高
零吸胶常温加压 预浸料
工艺参数设置基本原则
04 固化中挥发性气体排出
热压罐成型工艺PPT课件
模具设计应满足热压罐温度场要求，使热气 流畅通，耐温性足够，热容量小
模具设计时应考虑制品能够顺利脱模，必要 时设计辅助脱模机构
在需要时，应在模具设计时同时考虑随炉试 件的成型
模具设计中应根据产品的公差要求和成型收 缩率、模具材料热膨胀系数进行容差分配
热压罐固化的温度压力控制曲线 4 玻璃毡 100
100左右 150左右
5 剥离布 100
80～100
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热压罐成型的模具---模具用材料
特点及要求 应具有导热快、比热容低、刚度高、质量轻、热膨胀系数小、耐热、热稳定性好、 使用寿命长、制造成本低、使用和维护简便、便于运输等特点。 材料 铝：轻、导热性好，但热胀系数高、表面硬度低，适合精度、协调关系不高的产 品。 钢：加工精度高、刚强度高、硬度高、使用寿命长，适合大多数产品。缺点是质 量大，热容量高。 铸钢或铸铁：可代替钢降低成本，但各点温差大、表面容易产生砂眼。 橡胶：随形好、易于配合，适合于制造共固化模。缺点是尺寸稳定性差。 玻纤复合材料：质量轻、成本低，适合于简单型面制品。缺点是材料的模量低。 碳纤复合材料：轻、模量高、刚性好、与碳纤维复材构件的热胀系数一致，能够 赋予制品高精度。缺点是成本高。 木材：质轻价廉，适合制造一次性使用的模具。
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热压罐主体
热压罐主体
按固化产品的尺寸、温度、压力设计，强度 满足高温高压要求，罐体外壁温度≤60℃。
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热分布 气流矢量分布
热压罐子系统
31 加热系统 3 加压系统 35 真空系统 73 进料系统
23 冷却系统 43 鼓风系统 63 控制系统 83 仪表阀门
碳纤维铺层及热压罐成型工艺
碳纤维铺层及热压罐成型工艺碳纤维是一种轻、高强度的复合材料，具有优异的力学性能和化学稳定性，因此在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到广泛应用。
碳纤维制品的制造过程中，碳纤维铺层及热压罐成型工艺是关键步骤之一。
碳纤维铺层是将碳纤维布按照一定规律和层数铺放于工件模具上的过程。
碳纤维布一般采用预浸料形式，即将碳纤维与树脂预先浸渍，以提高其成型性和力学性能。
在铺放过程中，需要注意碳纤维布的方向和重叠度，以确保最终制品的力学性能和外观质量。
热压罐成型是将铺放好的碳纤维布放入热压罐中，在高温和高压的环境下进行成型的工艺。
热压罐通常由压力容器和加热系统组成。
在加热过程中，树脂预浸料中的树脂会熔化，填充碳纤维之间的空隙，形成固态复合材料。
通过控制压力、温度和时间等参数，可以实现对制品成型过程的控制，确保最终制品的性能和质量。
碳纤维铺层及热压罐成型工艺的关键在于控制各个环节的工艺参数。
首先是铺层工艺中的碳纤维布的方向和重叠度的控制。
碳纤维布的方向决定了最终制品的力学性能，因此需要根据设计要求进行合理的安排。
重叠度的控制则影响了制品的表面光洁度和力学性能的均匀性。
其次是热压罐成型过程中的温度、压力和时间的控制。
温度过高可能导致树脂过热、烧焦或产生气泡等问题，而温度过低则无法使树脂充分熔化。
压力的控制可以调节树脂的渗透性和制品的密实度，影响最终制品的强度和硬度。
时间的控制则决定了树脂的熔化和固化过程，过长或过短的时间都会影响制品的性能。
为了提高制品的表面质量，还可以采用真空辅助成型技术。
在热压罐成型过程中，通过抽取热压罐内的空气，可以减少树脂中的气泡和制品表面的缺陷，提高制品的光洁度和外观质量。
碳纤维铺层及热压罐成型工艺是制造碳纤维制品的重要工艺之一。
合理控制铺层工艺中的碳纤维布方向和重叠度，以及热压罐成型过程中的温度、压力和时间等参数，可以实现制品的成型和质量要求。
随着碳纤维技术的不断发展和应用的扩大，碳纤维铺层及热压罐成型工艺也将进一步完善和优化，为碳纤维制品的制造提供更好的解决方案。
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冷却系统
冷却系统示意图 水箱和泵站Fra bibliotek循环水冷却，降温速度0.5～6℃/min，可调。
螺杆式压缩机、一级储罐、控制阀、增压器、二级储 罐、冷冻式干燥机、管路过滤器和压力表。
加压系统：充气加压，截止为空气或惰性气体，最大压 力工艺确定，压力可调；有安全防爆、放气设置
鼓风系统
适合热压罐固化的产品
板状构件固化 轴类构件固化
热压罐成型用材料
热压罐固化的特点
热压罐成型工艺流程
预浸料下料
铺叠毛坯
预吸胶
毛坯修整
加工处理 检验入库 铺叠毛坯件 降温 降压停机
无损检测
脱模
热压罐成型工艺流程
固化
制真空袋
真空检漏
工件入罐
保温保压
加压
开升温程序
工件出罐
热压罐固化流程
热压罐成型工艺控制
算机及控制程序软件，
安全报警…..
控制系统： 计算机显控的自动控制，可人工控制；温度、压力、 真空有指示仪表和记录仪，工件温度和罐内气体温度 可独立控制，温度、压力设安全控制，开门关门设安 全检查与自锁机构。
进料系统
双小车进料
桥架式进料系统
小车、连接桥、地面轨道……
仪表阀门
机械式仪表
电子传感器
机械电子式仪表
热压罐主体
热压罐主体
按固化产品的尺寸、温度、压力设计，强度 满足高温高压要求，罐体外壁温度≤60℃。
热分布 气流矢量分布
热压罐子系统
31 加热系统 3 加压系统 53 真空系统 73 进料系统
23 冷却系统 43 鼓风系统 63 控制系统 83 仪表阀门
加热系统
加热系统: 罐内气体温差≤5℃，升温速 度1～8℃，要求可调。
T
温度曲线
真空度曲线
压力曲线
常用吸胶材料的吸胶量
t 热压罐固化的温度压力控制曲线
热压罐成型的模具---模具用材料
特点及要求 应具有导热快、比热容低、刚度高、质量轻、热膨胀系数小、耐热、热稳定性好、 使用寿命长、制造成本低、使用和维护简便、便于运输等特点。 材料 铝：轻、导热性好，但热胀系数高、表面硬度低，适合精度、协调关系不高的产 品。 钢：加工精度高、刚强度高、硬度高、使用寿命长，适合大多数产品。缺点是质 量大，热容量高。 铸钢或铸铁：可代替钢降低成本，但各点温差大、表面容易产生砂眼。 橡胶：随形好、易于配合，适合于制造共固化模。缺点是尺寸稳定性差。 玻纤复合材料：质量轻、成本低，适合于简单型面制品。缺点是材料的模量低。 碳纤复合材料：轻、模量高、刚性好、与碳纤维复材构件的热胀系数一致，能够 赋予制品高精度。缺点是成本高。 木材：质轻价廉，适合制造一次性使用的模具。
热压罐外观
热压罐内部
通用型热压罐主要技术参数： 真空度：0～0.1MPa 正压力：0～5MPa 加热温度：室温～400℃
热压罐系统要为复合材料的聚合反应创造一个理想的温度和压力环境，它是 由热压罐主体和一系列的子系统组成的，主要包含以下几个部分：
1、热压罐主体； 2、加压系统；3、真空系统；4、加热系统； 5、冷却系统；6、进料系统；7、控制系统；8、鼓风系统；9、仪表阀门
热压罐成型工艺
主要内容
➢ 热压罐及其功能 ➢ 热压罐主体及子系统 ➢ 热压罐成型的产品 ➢ 热压罐固化的特点 ➢ 热压罐成型工艺控制 ➢ 热压罐成型模具 ➢ 热压罐成型注意事项
热压罐及其功能
特点：热压罐是固化树脂基复合 材料制品的装置，具有加热、保 温、冷却、加压、抽真空5项功能 ，所固化的制品孔隙率低、品质 一致性好，适合于板壳类制品固 化。
风
机
机
械
系
密
统
封
结
结
构
构
图
图
电动机、风扇、导风板、冷却与 润滑机构……
鼓风系统： 罐内风速1～3m/s，噪声≤60dB
真空系统
真空泵、真空罐、真空表、 真空管路……
真空系统： 罐内真空管路及接头满足抽真空 工艺要求，通常有多路连接，真 空度可调。
控制柜，温度、
压力、真空、冷却的
显示与控制装置，计
热压罐成型的模具---设计与使用要求
热压罐成型注意事项
热压罐成型注意事项
Thanks！