层压成型
2.碳纤维复合材料常用制作工艺与注意事项
碳纤维复合材料常用制作工艺主要有以下几种：1. 手糊成型工艺：在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣，将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上，刷涂或喷涂树脂体系胶液，达到需要的厚度后，成型固化、脱模。
手糊工艺适用于石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域，但其缺点是质地疏松、密度低，制品强度不高，而且主要依赖于人工，质量不稳定，生产效率很低。
2. 喷射成型工艺：属于手糊工艺低压成型中的一类，使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后，压缩空气喷洒在模具上，达到预定厚度后，再手工用橡胶锟按压，然后固化成型。
喷射成型工艺用于制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层，改进了手糊成型，提高了工作效率。
3. 层压成型工艺：将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化，这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备，并根据树脂的流变性能，进行改进与完善。
层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材，具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点，但是设备一次性投资大。
4. 缠绕成型工艺：将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上，然后固化、脱模成为复合材料制品。
缠绕成型工艺特别适用于制作圆柱体和空心器皿。
5. 挤拉成型工艺：先将碳纤维完全浸润，通过挤拉除去树脂和空气，然后在炉子里固化成型。
这种方法简单，适用于制备棒状、管状零件。
在制作碳纤维复合材料时，需要注意以下事项：1. 设计模具：根据产品设计要求，制作出具有相应形状和尺寸的模具，通常采用数控加工等技术。
2. 确定布料：根据设计要求，选择合适的碳纤维布料和树脂体系。
3. 预浸料制备：将碳纤维布料与树脂混合均匀，制备成预浸料。
4. 成型工艺：根据产品特点和设计要求，选择合适的成型工艺，如手糊成型、喷射成型、层压成型、缠绕成型或挤拉成型等。
5. 固化：将成型后的复合材料进行固化，通常采用热压罐固化、热风循环固化或红外线固化等方法。
6. 脱模：固化后的复合材料需要从模具中脱出，注意避免变形和损伤。
模压及层压成型
• 增加人力、设备； • 松散度大、长纤维：难压； • 结构复杂或混色的制品不宜用预压。 （2）预压工艺条件 • 温度：一般不加热，若室温不易压，可50～60℃ 预压。 • 压力：要求预压物的ρ为制品ρ的80%；预压力 40～200MPa。
3. 预热和干燥 （1）预热和干燥的作用：提高制品质量，除水份和 挥发物 • 预热：可缩短模压周期；提高制品质量；提高流动 性；降低模塑压力（不预热PF，30±0.5 MPa；预 热PF，15～20 MPa）。 • 预热规程的确定：获得最大流动性的规程，先定温 度、找出最佳流动性的预热时间。 （2）预热和干燥的设备及操作 • 电热板加热 • 烘箱加热 • 红外线加热：波长为1～1.2X10-4m的红外线灯照射 • 高频加热：用于极性分子的塑料
第二节 层压成型 一. 概述 1. 层压成型： • 指用或不用粘结剂，在加热、加压条件下把相同 或不同材料的两层或多层结合为整体的方法 • 粘结剂：树脂，如酚醛（PF）、环氧树脂（EP）、 不饱和树脂（UP）、氨基树脂。 • 材料：填料，如纸、木、棉布、玻纤及织物 • 附胶材料：成型前浸有或涂有树脂的材料
• 树脂本身具有良好的物理力学性能 • 树脂硬化时收缩率要小 • 树脂要有良好的工艺性： 成型时不须很高的温度及压力、黏度小（但黏 度过小，易流失）、硬化前使用寿命长 2. 常用树脂特性 （1）PF树脂 • 模压用酸催化的PF；层压用碱催化PF
1. 模压成型特点： （1）设备简单，造价低，模结构简单 （2）填料的方向性小，成型压力低； （3）原料损耗少，适用于多种材料； （4）生产效率低，制品精度低； （5）劳动强度大，难于实现自动化。 2. 树脂： • 常用：PF、UP、环氧树脂（EP）、脲醛（UF） 3. 模压成型工艺： • 预处理：预热、预压 • 成型过程：嵌件安放、加料、闭模、排气、固化、脱模 • 后处理：热处理、机加工、修饰、装配、检验 4. 物料在模压成型中的变化：熔融流动、胶凝、固化
层压塑料和增强塑料的成型
层压塑料和增强塑料的成型1. 引言塑料制品在现代工业中扮演着重要的角色。
在塑料制品的生产过程中，成型是一个关键的步骤。
层压塑料和增强塑料是两种常见的塑料材料，它们在成型过程中有着一些独特的特征和要求。
本文将介绍层压塑料和增强塑料的成型原理和方法，并分析它们的适用范围和优缺点。
2. 层压塑料的成型2.1 成型原理层压塑料是由两层或多层塑料薄膜经过热压复合而制成的塑料材料。
在层压塑料的成型过程中，通常需要先将塑料薄膜加热至一定温度，使其变得柔软可塑。
然后，将加热后的塑料薄膜放置在模具中，进行热压处理。
热压过程中，塑料薄膜受到压力作用，与模具表面接触，同时也与其他薄膜层接触。
在高温和压力的作用下，塑料薄膜发生熔融和交联反应，形成坚固的层压塑料。
2.2 成型方法层压塑料的成型方法主要有以下几种： - 手工成型：适用于小批量生产，操作简便，但效率低。
- 热压成型机成型：适用于大批量生产，能够提高生产效率。
- 自动化成型系统：通过自动化设备实现层压塑料的成型，提高生产效率和一致性。
2.3 适用范围和优缺点层压塑料的成型适用于许多领域，如电子产品、汽车零部件、航空航天等。
层压塑料具有以下优点： - 可以实现多种材料的组合。
不同种类的塑料薄膜可以通过层压成型的方式组合在一起，以达到不同的要求。
- 成型过程中无气泡、无缝隙。
由于层压塑料在高温和压力下熔融和交联，可以消除气泡和缝隙，增强成型体的强度和密封性。
- 成型后的塑料材料坚固耐用。
层压塑料经过高温和压力处理后，形成坚固耐用的成型体，适用于各种应用。
然而，层压塑料也存在一些缺点： - 成型过程较为繁琐。
层压塑料的成型需要进行多道工序，涉及到加热和压力处理等步骤，所以成型过程相对较为繁琐。
- 成本较高。
相比于传统的塑料成型方法，层压塑料成型的设备和工艺相对较为复杂，造成成本较高。
3. 增强塑料的成型3.1 成型原理增强塑料是在塑料基体中添加了纤维增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）的塑料材料。
常用的十大塑料成型工艺(优缺点介绍)
常⽤的⼗⼤塑料成型⼯艺（优缺点介绍）注射成型注射成型：⼜称注塑成型，其原理是将粒状或粉状的原料加⼊到注射机的料⽃⾥，原料经加热熔化呈流动状态，在注射机的螺杆或活塞推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进⼊模具型腔，在模具型腔内硬化定型。
影响注塑成型质量的要素：注⼊压⼒，注塑时间，注塑温度⼯艺特点：优 点：1、成型周期短、⽣产效率⾼、易实现⾃动化2、能成型形状复杂、尺⼨精确、带有⾦属或⾮⾦属嵌件的塑料制件3、产品质量稳定4、适应范围⼴缺 点：1、注塑设备价格较⾼2、注塑模具结构复杂3、⽣产成本⾼、⽣产周期长、不适合于单件⼩批量的塑件⽣产应⽤：在⼯业产品中，注射成型的制品有：厨房⽤品（垃圾筒、碗、⽔桶、壶、餐具以及各种容器），电器设备的外壳（吹风机、吸尘器、⾷品搅拌器等），玩具与游戏，汽车⼯业的各种产品，其它许多产品的零件等。
嵌件注塑嵌件注塑：嵌件成型（insertmolding）指在模具内装⼊预先准备的异材质嵌件后注⼊树脂，熔融的材料与嵌件接合固化，制成⼀体化产品的成型⼯法。
⼯艺特点：1、多个嵌件的事前成型组合，使得产品单元组合的后⼯程更合理化。
2、树脂的易成型性、弯曲性与⾦属的刚性、强度及耐热性的相互组合补充可结实的制成复杂精巧的⾦属塑料⼀体化产品。
3、特别是利⽤了树脂的绝缘性和⾦属的导电性的组合，制成的成型品能满⾜电器产品的基本功能。
4、对于刚性成型品、橡胶密封垫板上的弯曲弹性成型品，通过基体上注塑成型制成⼀体化产品后，可省去排列密封圈的复杂作业，使得后⼯序的⾃动化组合更容易。
双⾊注塑双⾊注塑：是指将两种不同⾊泽的塑料注⼊同⼀模具的成型⽅法。
它能使塑料出现两种不同的颜⾊，并能使塑件呈现有规则的图案或⽆规则的云纹状花⾊，以提⾼塑件的使⽤性和美观性。
⼯艺特点：1、核⼼料可以使⽤低黏度的材料来降低射出压⼒。
2、从环保的考虑，核⼼料可以使⽤回收的⼆次料。
3、根据不同的使⽤特性，如厚件成品⽪层料使⽤软质料，核⼼料使⽤硬质料或者核⼼料可以使⽤发泡塑料来降低重量。
层压成型工艺
夹放在叠合体两面，使板材受压、传 热均匀；并起到传热、冷却的缓冲作 叠合体顺序： 用，防止局部过热或过冷现象。 若厚板料放在叠合体两侧，薄板 料放在中间。因两侧板材较厚，而 铁板(较厚)→衬纸→单面钢板→板料→双面钢板→板 玻璃钢本身的导热系数又低，传热 料→······→双面钢板→板料→单面钢板→衬纸→铁板 冷却的效果不好，内部热量不易散 出，沿板面的垂直方向具有较大的 温差，故最终产品易产生内应力， 造成厚板的翅曲。
1）对多层层压板的每块板料，两表面各放2～3张面层 胶布(面层胶布的含胶量及流动性比里层稍高，能增 加制品的防潮性和美观，并掺有内脱模剂);
2）胶布的挥发分含量不宜过大，控制在1～6％， 否则 应干燥处理; 胶布中可挥发的物质占胶布
总量的百分比 挥发分含量过高，高温成型时容易产生气泡，且挥发分过多易残留在制 品中，对制品的电性能不利。挥发分含量太低，增加干燥时间，使浸胶机生 产效率降低，同时也易使胶布流动量过小，影响压制工艺。
立式上胶机：
进出口段30～60℃，中部 60～80℃，顶部第三段 85～130℃。 玻璃布上下来回一次， 由较低温度区进口，经过 最高温度区，由较低温度 区出口。
b、干燥时间的控制
干燥时间取决于若干因素， t＝f（T, w, A, B·· ·） · T—温度; w—风速; A—树脂状况; B—布状况
胶布的干燥有两个阶段
第一阶段
表面气化阶段，表面气化速度决定干燥 速度，随周围介质浓度增加而减小；
第二阶段 内部扩散阶段，内部扩散速度大小决定 了胶布干燥速度的快慢。物料层厚度、结构 对干燥速度有很大影响。
a、烘箱温度的控制 卧式上胶机： 进 口 段 90 ～ 110℃ ， 中 部 烘 干 段 120 ～ 150℃，出口段100℃以下。
层压成型工艺及设备概述
层压成型工艺及设备概述引言层压成型是一种常用的复合材料制造工艺，其通过将不同材料的多层叠加并加热压制，形成具有优良性能的复合材料产品。
在各个领域，如航空航天、汽车、电子等，层压成型工艺都有广泛的应用。
本文将对层压成型工艺及设备进行概述。
1. 层压成型工艺的基本原理层压成型工艺是通过将不同材料的多层叠加在一起，再通过热压使其形成一体化结构。
基本的层压成型工艺包括以下步骤：1.材料准备：根据产品的要求，选择合适的基材和层压材料。
基材通常是具有一定强度的材料，如金属或复合材料。
层压材料可以是由树脂、玻璃纤维、碳纤维等组成的复合材料。
2.材料预处理：对基材和层压材料进行切割、清洗等预处理工序，以确保材料表面的清洁度和粘接性。
3.层压：将不同材料的多层叠加在一起，形成预定的层压结构。
在层压过程中，需要控制层压材料的均匀性和叠加的层数，以确保最终产品的性能。
4.加热压制：将层压结构放入层压机中，进行加热压制。
在这个过程中，材料会被加热到一定温度，使其变软，然后施加一定的压力，使材料之间的分子结合更紧密，形成一体化结构。
5.冷却固化：经过加热压制后，将产品冷却固化。
在这个过程中，材料会逐渐恢复到固态，并形成最终的产品。
2. 层压成型设备的种类层压成型工艺需要使用一些专门的设备来完成。
下面介绍几种常见的层压成型设备。
1.层压机：层压机是层压成型工艺中最关键的设备之一。
它通过施加一定的温度和压力，使材料之间的分子结合更紧密。
层压机有不同的类型，如热压机、冷压机等，可以选择适合不同产品的层压工艺。
2.模具：模具是将材料进行层叠的工具，它决定着最终产品的形状和尺寸。
模具可以是金属材料制成的，也可以是陶瓷材料制成的，具体选择取决于产品的要求和生产批量。
3.加热系统：加热系统用于对材料进行加热，使其变软并与其他材料结合。
加热系统可以是电加热系统或气体加热系统，根据产品和工艺的不同进行选择。
4.压力系统：压力系统用于施加一定的压力，使材料之间的分子结合更紧密。
复合材料复合成型工艺研究及工艺参数优化
复合材料复合成型工艺研究及工艺参数优化复合材料是由多种不同材料组合而成的复合材料，具有轻质、高强度、高刚性、耐高温等优良性能，被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等工业领域。
复合材料的复合成型工艺研究及工艺参数优化，是提高复合材料制备质量和性能的重要环节。
一、复合材料的复合成型工艺研究复合材料的复合成型工艺研究主要包括预浸工艺、自动化布料、层压成型等方面。
1. 预浸工艺预浸工艺是将纤维材料浸渍于树脂固化剂中，形成浸渍纤维材料的过程。
预浸工艺要求纤维材料在浸渍过程中均匀分布树脂固化剂，并保持一定的固化时间。
通过优化预浸工艺的浸渍时间和浸渍厚度，可以提高复合材料的力学性能和热稳定性。
2. 自动化布料自动化布料是指利用机器人或自动化设备将纤维材料按照一定的规律布置在模具中的过程。
通过自动化布料，可以实现纤维材料的均匀布局，减少纤维材料间的空隙，并提高复合材料的强度和刚度。
自动化布料的关键是控制纤维材料的层压顺序和布料角度，通过优化布料工艺可以得到复合材料的最佳力学性能。
3. 层压成型层压成型是将浸渍纤维材料按照一定的层次和顺序排列，经过一定的压力和温度条件下进行加热固化的过程。
层压成型工艺的关键是控制加热温度和固化时间，以及模具的设计和压力的施加方式。
通过优化层压成型工艺，可以得到复合材料的理想结构和性能。
二、工艺参数的优化复合材料的工艺参数包括浸渍时间、浸渍厚度、布料顺序、布料角度、加热温度、固化时间等。
通过优化这些工艺参数，可以提高复合材料的力学性能和热稳定性。
1. 工艺参数优化的方法工艺参数的优化可以采用试验设计方法，通过设计并进行一系列试验，收集不同参数下的复合材料性能数据，利用统计分析方法寻找最佳的工艺参数组合。
常用的试验设计方法包括正交试验设计和响应面法等。
2. 工艺参数优化的影响因素工艺参数的优化受到多个影响因素的综合作用，主要包括纤维材料的性质、树脂固化剂的特性、模具的设计和加热设备的性能等。
塑料的加工工艺及应用
塑料的加工工艺及应用塑料是一种由合成材料制成的可塑性材料，其加工工艺和应用非常广泛。
塑料制品被广泛应用于日常生活和各个工业领域，如包装、建筑、汽车、电子、医疗和农业等。
以下是对塑料加工工艺和应用的详细论述。
塑料加工工艺包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、挤压成型、热塑造型、压缩成型和层压成型等。
以下将对其中几种常见的加工工艺进行详细介绍。
注塑成型是将加热熔融的塑料通过高压射出到模具腔中，使其冷却固化成型的工艺。
这种加工工艺广泛应用于制造各种塑料制品，如塑料容器、餐具、玩具等。
注塑成型的优点是生产效率高，耗能低，并且可以制造出复杂的形状和精确尺寸的产品。
挤出成型是将加热熔融的塑料通过挤出机挤出，通过模具冷却后形成所需的截面形状。
这种加工工艺广泛用于制造塑料管道、板材、薄膜和线材等。
挤出成型的优点是生产效率高，适用于大批量生产，并且可以制造出长而连续的产品。
吹塑成型是将热塑性塑料通过吹塑机在模具内吹气，使其扩展和固化成型的工艺。
这种加工工艺广泛应用于制造塑料瓶、塑料容器和塑料薄膜等。
吹塑成型的优点是生产效率高，制造出的产品具有轻便、耐用和透明等特点。
挤压成型是将加热熔融的塑料放置在模具之间，通过压力将其压制成型的工艺。
这种加工工艺广泛应用于制造塑料板材、门窗框和管道等。
挤压成型的优点是生产效率高，适用于大尺寸和大厚度的产品，并且可以制造出复杂的形状。
热塑造型是将纤维增强或填充剂添加到热塑性塑料中，然后通过加热和压制使其成型的工艺。
这种加工工艺广泛用于制造塑木复合材料、玩具和家具等。
热塑造型的优点是制造出的产品具有良好的强度和刚度，并且可以实现材料的再利用。
压缩成型是将加热熔融的塑料放置在模具之间，然后通过压力将其压制成型的工艺。
这种加工工艺广泛应用于制造压力容器、电器外壳和塑料制品等。
压缩成型的优点是制造出的产品具有较高的密度和强度，并且可以生产出大尺寸和复杂结构的产品。
层压成型是将加热熔融的塑料和其他材料层叠在一起，通过压力和温度使其粘结成型的工艺。
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将附胶材料按制品预定尺寸裁切成片
☆叠合（ 胶布配选或配叠）
压制单元组合顺序： 铁板→衬纸（约50~100张）→单面钢板→板坯 →双
面钢板→板坯 →· · · · · · →双面钢板→板坯 →单面钢板→衬
纸→铁板。
☆层压 温度控制
预热阶段（T室温 中间保温阶段 分为5个阶段： 升温阶段(T开始硬化 热压保温阶段 冷却阶段（T最高 50℃） T最高） T开始硬化)
层压板热压升温曲线
温 度
/℃
第四阶段
第五阶段 第二阶段 第三阶段
第一阶段 时间
热压工艺五个阶段的升温曲线示意图
酚醛层压板成型工艺条件
工艺条件 预热阶段 热压阶段 纸质 6.5~8 玻璃布 5~7 其他类型 5~10 160~165 3~5min/mm 冷却阶段
压制压力 /MPa
温度/℃ 时间/min
附胶片材
（浸有或涂有 树脂的底材）
酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、 树脂： 不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等
层压成型工艺流程
热固性树脂溶液 （预浸料的制备） 浸渍 增强材料 烘干 预浸料
裁剪
叠合
层压冷却热处理来自（板材的成型）层压板材
预浸料的制备
主要工艺参数：
胶液粘度 浸胶时间 烘干温度与时间 牵引张力
板材的成型
层压阶段温度的控制
预热阶段 中间保温阶段 升温阶段
热压保温阶段 冷却阶段
思考题
1、什么是层压成型？ 2、胶布制备过程中需要控制的工艺参数主 要有哪些？ 3、阐述热固性塑料板材的层压成型过程。 4、热固性塑料板材热压成型中的工艺参数 如何控制？
谢谢大家！
4.5~5.5
150 30
保压
＜50 冷却至50℃的时间
☆脱模
一般冷却到50℃以下，除去压力、脱模。
☆热处理
在烘房内进行的处理程序，目的是使树脂进一步 固化。
对不同的树脂后固化处理的温度、时间不同。
多层压机
总结
热固性塑料板材层压成型工艺流程
热固性树脂溶液 浸渍、烘干 预浸料 增强材料 裁剪、叠合、层压、冷却、热处理 层压制品
热固性塑料板材的层压成型
如何成型？
酚 醛 纸 基 层 压 板
酚 醛 布 基 层 压 板 覆 铜 板
不 饱 和 聚 酯 层 压 板
什么是 层压成型 ?
将多层附胶片材叠合并送入热压机内，在一定 温度和压力下，压制成层压塑料的成型方法
玻璃布，石棉布，合成纤维布，玻璃 底材：
毡，石棉毡，石棉纸，牛皮纸等