复合材料的成型工艺

合集下载

复合材料成型工艺及应用

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。

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺

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镇,其老的成型工艺日臻完善,新的成型方法不断涌现,目前聚合物基符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,因此在造反材料、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。

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)。

复合材料模压成型工艺过程

复合材料模压成型工艺过程

复合材料模压成型工艺过程复合材料模压成型工艺是一种常见的制造工艺,在航空航天、汽车、船舶等领域都有广泛应用。

该工艺通过将不同材料进行层叠组合,然后加热和压缩,使之形成具有优异性能的复合材料制品。

下面将介绍复合材料模压成型工艺的过程。

第一步:预处理在进行复合材料模压成型之前,首先需要对原材料进行预处理。

一般来说,原材料包括树脂基体以及增强材料,如碳纤维、玻璃纤维等。

在预处理阶段,要确保原材料的表面清洁,去除杂质和水分,以保证最终制品的质量。

第二步:层叠组合在预处理完成后,根据设计要求将树脂基体和增强材料进行层叠组合。

通常采用的方式是交替叠放树脂基体和增强材料,以增强材料为主,树脂基体为粘合剂。

这样可以有效提高复合材料制品的强度和硬度。

第三步:放入模具层叠组合完成后,将其放入事先设计好的模具中。

模具的形状和尺寸应与最终产品保持一致。

模具的表面通常需要做防粘处理,以便后续脱模。

第四步:加热放入模具后,通过加热的方式使原材料变软熔化并充分流动。

加热的温度和时间需要根据原材料的种类和厚度来确定,以确保完全固化。

第五步:压缩在原材料充分加热后,施加高压力,将原材料与模具内壁充分接触,使其形成预定形状。

压力的大小和持续时间也需要经过精确控制,以防止产生气泡或松动现象。

第六步:冷却经过加热和压缩后,复合材料开始冷却固化。

在这个过程中,保持模具的压力不变,直至完全固化为止。

冷却时间的长短取决于原材料的性质和厚度。

第七步:脱模当复合材料完全固化后,打开模具,将制成的复合材料制品取出。

在脱模的过程中,需要小心操作,以避免损坏制品表面或内部结构。

通过以上步骤,复合材料模压成型工艺完成。

这种工艺具有制作周期短、成本低、制品质量高等优点,因此在工业生产中得到广泛应用。

复合材料制品具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点,在现代制造业中发挥着重要作用,也在未来的发展中将有更广阔的应用前景。

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

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

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。

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺手工成型是最简单的复合材料成型方法之一,通过将纤维与树脂按一定比例混合,然后手工贴合或涂刷在模具表面上,并经过固化或加热使其成型。

这种方法虽然简单易行,但缺乏精确度和一致性。

注塑成型是一种常用的复合材料成型工艺方法,它通过将预先混合好的纤维和树脂注入到成型模具中,在高温和高压条件下固化成型。

注塑成型具有生产效率高、产品精度高、一致性好等优点,广泛应用于汽车、航空航天等领域。

模压成型是一种适用于高性能复合材料成型的方法,通过将纤维和树脂按一定的层次和方式堆叠放置在模具中,然后在高温和压力下进行固化成型。

模压成型具有成型速度快、成品精度高、性能稳定等优点,适用于生产小批量高性能产品。

层叠成型是一种将纤维和树脂按照一定的顺序和方式层叠堆积起来的成型工艺方法。

通过将纤维和树脂层叠放置在模具中,然后在固化成型过程中施加压力,使纤维与树脂充分结合。

层叠成型具有成型速度快、产品精度高、性能优良等优点,适用于生产大批量产品。

除了上述的成型工艺方法外,还有一些特殊的复合材料成型工艺方法,如真空吸塑、压制成型和挤出成型等。

真空吸塑是一种通过真空抽吸将纤维和树脂吸附到模具表面上,然后通过加热使其固化成型的方法。

压制成型是一种将纤维和树脂放置在模具中,然后施加压力使其固化成型的方法。

挤出成型是将纤维和树脂放置在挤出机中,通过挤压使其形成连续的成型产品。

复合材料成型工艺的选择取决于产品的要求、成本和生产需求等因素。

在选择成型工艺时,需要考虑材料的性能、生产效率、产品精度和成本等因素,并且需要根据实际情况进行综合考虑。

因此,在实际应用中,需要根据不同的情况选择合适的成型方法,以实现最佳的成型效果。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

复合材料的成型工艺图1:热固性复合材料最基本的制备方法是手糊,通常包括将干层或半固化片层用手铺设到模具上,形成一个积层。

图中展示的是自由宇航公司的技术员(佛罗里达州墨尔本)正在通过手糊工艺加工一个碳/环氧预浸料,将用于制造通用航空飞机部件。

资料来源:自由宇航公司在复合材料的加工成型过程中会使用一系列模具,用来给未成形的树脂及其纤维增强材料提供一个成型的平台。

手糊(hand layup)成型是热固性复合材料最基本的制备方法,即通过人工将干层或半固化片层铺设到模具上,形成一个积层。

铺层方式分为两种:一种称为干法铺层,是先铺层后将树脂浸润(例如,通过树脂渗透方式)到干铺层上的方式,另一种方式是湿法铺层,即先浸润树脂后铺层的顺序。

现在普遍使用的固化方式可以分为以下几种:最基本的是室温固化。

不过,如果提高固化温度的话,固化进程也会相应加快。

比如通过烤箱固化,或使用真空袋(vacuum ba g)通过高压釜固化。

如果采用高压釜固化的话,真空袋内通常会包含透气膜,被放置在经手糊的半成型制品上,再连接到高压釜上,等最终固化完成后再将真空袋撤去。

在固化过程中,真空袋的作用是将产品密封在模具和真空袋之间,通过抽真空对产品均匀加压,将产品中汇总的气体排出,从而使产品更加密实、力学性能更好。

图2:热压釜独有的高温和高压条件使其成为完成热固性树脂零部件的固化的重要工具。

控制软件的改进则能够帮助经营者提高35-40%的生产量。

同时,一些新的树脂配方正在开发当中,将通过低压固化处理。

图中是Helicomb国际公司(俄克拉荷马州塔尔萨)的一名操作人员正在使用高压釜进行固化处理。

来源:Helicomb国际公司许多高性能热固性零件都需要在高热高压的条件下完成固化。

但是高压釜(Autocl aves)的设备成本和操作成本都较昂贵。

采购高压釜设备的制造商通常会一次性固化一定数量的部件。

对于高压釜的温度,压力,真空和惰性气体(inert atmosphere)等一系列参数,计算机系统能帮助实现远程甚至无人监控和检测,并最大限度地提高该技术的利用效率。

在加温固化的时候,温度首先由局部升起,再逐渐达到整体均匀的效果,然后按照设定值保持一定的时间直至初步固化完成。

但是,不能忽视的一步是冷却,温度必须缓缓下降至室温,这是为了避免由于不均匀的热胀冷缩而导致部件的失真或变形。

当固化完成之后,部件要进行脱模处理,另外还有一些部件还要经过二级独立后固化(postcure)处理,在此期间的温度通常比初始固化的温度高,目的是为了提高树脂材料的交联密度(crosslink density),从而获得更好的材料性能。

电子束(Electron-beam)固化是一种适用于薄层板的有效的固化技术。

电子束固化是通过电子流对手糊成型的复合材料产生电离辐射,在辐射敏感型树脂中产生聚合和交联反应(crosslinking reaction)。

X射线和微波固化技术的工作方式与此类似。

此外,还有紫外线(UV)固化,该程序是利用紫外线辐射来激活热固性树脂中的光引发剂(photoinit iator),从而引发交联反应。

紫外线固化需要光渗透树脂和增强材料。

紫外线(UV)或电子束(E-beam)是辐射固化的一种先进手段,能够引发具有化学活性的液体配方,在基体表面实现快速反应的固化过程,这正是区别于传统热固化技术的最大特点。

紫外线与电子束虽然都属于辐射固化,但两者不尽相同,紫外线是一种电磁辐射,而电子束却是经加速的高能电子流。

目前正在兴起的一种技术是对固化本身的监测。

介电固化监测器(Dielectric cur e monitors)是通过测量树脂中离子的传导性能(小,极化,相对较少杂质)来监测材料的固化程度。

离子通常倾向于向电极相反的一极移动,但移动的速度受限于树脂粘度——即粘度越高,速度越慢。

正如在固化过程中,随着交联反应的进行,树脂粘度也随之增加。

其他方法还包括树脂偶极监测(dipole monitoring),由交联反应产生的微伏监测,用以对聚合物在固化过程中的放热反应(exothermic reaction)的监测;此外,还有一种方式是通过光纤技术(fiber-optic technology)进行红外线监测(infrared monitoring)。

另外一个值得注意的技术是高性能复合材料部件的低压固化(OOA,out-of-autocl ave)。

热压釜系统昂贵的成本让不少材料制造商望而却步,特别在航空航天领域对低压固化(OOA)的呼声越来越高,因为低压固化只需要烤箱,甚至在室温下就能完成热固化,这就意味着较少的资本投入,和与热压釜相比而言较低的运行成本,尤其是对制造大规模的部件而言。

先进复合材料集团(ACG,位于英国希诺)推出了世上第一款树脂低压固化设备,是为航空应用的环氧树脂而开发设计的。

低压固化的环氧树脂和粘合剂将在不久的未来成为市场上炙手可热的产品。

1. 开模工艺技术开模成型技术(open molding)是制造玻璃纤维复合材料产品被最普遍采用的低成本成型技术。

该技术通常用于船体和甲板、房车零部件、卡车驾驶室和挡泥板、温泉、浴缸、淋浴间、和其他规模较大并且形状不复杂的部件的制造。

手糊(hand layup)和一些半机械化技术,如喷射(sprayup)都属于开模成型技术。

通常,在一个开放的模具中进行喷射成型时,首先要对模具进行脱模处理。

喷涂胶衣通常在模具脱膜处理后再进行。

待胶衣固化后,才能在模具上进行喷射。

在此过程中,连续玻璃纤维通过切割器按照规定的长度切成较短的纤维纱,与喷枪中喷出的催化树脂(粘度在500到1000 cps之间)混合成短纤维树脂流一起喷入模具中。

为了减少有毒性有机化合物(VOCs)的挥发量,各设备制造商近年开发了许多新的技术,例如,采用低压喷射技术或非雾化喷射技术(non-atomizing spray),即采用液态喷头在低于喷射产生雾化的压力的条件下使喷头喷出的胶衣和树脂成液态流的扇面,也就是非雾化状态。

另一种方式是滚筒浸渍技术(roller impregnator),是将树脂泵入一个类似于油漆滚筒的设备中,待充分混合后再由喷枪喷出。

喷射成形的最后一步是先用手工和滚筒辊压积层直至层间紧凑,之后,再在积层之间加入木材,泡沫或其他夹芯材料进行固化,待冷却后,将成形的产品从可重复使用的模具上移出。

在开模成形过程中,手糊和喷射方法都是被最普遍采用的成形技术,用以达到降低劳力的目的。

例如,织物可能首先被置于压力较高的位置,然后用切割器切成短切纤维,再用喷枪将短切纤维和树脂混合喷到积层上成形。

随后,在初步成形的积层中加入软木或泡沫夹芯材料。

典型的喷射成形制品的玻璃纤维量在百分之十五左右,而手糊成形的约为百分之二十五。

喷射成形技术虽然曾经是最普遍使用的生产方法,近年来一直走下坡路,渐渐失宠于各大制造商。

主要是由于美国联邦以及欧盟纷纷出台法规规定对工人接触的限制,以及限制挥发性有机化合物(VOCs)和有害空气污染物(HAPS)在喷射作业环境中的排放量等。

苯乙烯(Styrene),这种最常见的热固性树脂稀释剂,无论在挥发性有机化合物,还是有害空气污染物的名单上都“榜上有名”。

考虑到工人接触产生的身体伤害,以及控制喷射过程中排放的苯乙烯的困难程度和昂贵的成本,许多制造商在渐渐向闭模工艺靠拢,例如采用树脂渗透工艺加工能将苯乙烯包裹起来,更好的处理苯乙烯挥发的问题。

虽然开模成形工艺正在逐渐被效率更高,和技术更精确的工艺逐渐取代,但目前仍广泛应用于如复合材料零件的修复等领域。

树脂渗透工艺: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(RTM-Resin Transfer Molding),有时也被称为液体成型工艺(Liquid Molding)。

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(prefo rm),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(i njection ports)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RTM 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RTM的应用程序都采用双组分环氧树脂配方(two-part epoxy formulation):双马来酰亚胺(Bismaleimide resin)和聚酰亚胺树脂(polyimide resi n)。

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 RTM)是近年来发展较快的低成本成型工艺,是树脂传递模塑工艺(RTM)的变体工艺。

轻型树脂传递模塑工艺不仅具备RTM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(coupled with vacu um),和模具的造价和刚性指标。

树脂传递模塑工艺(RTM)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(RTM)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(RTM)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(dispensing head)中。

许多汽车制造商利用结构反应注射成型工艺(structural RIM -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(Class A finish)。

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(dry fiber placement)技术,结合了编织预成型体和树脂传递模塑工艺。

相关文档
最新文档