复合材料工艺设计大全
碳纤维复合材料成型工艺概述

模压工艺流程图
模压工艺示意图
二、常用的碳纤维复合材料成型工艺
4、缠绕成型 将连续的纤维丝或布带经过树脂槽浸润之后挤去多余树脂,然后按照预先设计好的排布规律缠绕到芯模
上,缠绕到设计厚度之后,进行固化、脱模成为复合材料制品。碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高 比模量以及低密度的特点,可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。
树脂传递模塑成型工艺流程图
树脂传递模塑成型工艺示意图
二、常用的碳纤维复合材料成型工艺
6、拉挤成型 拉挤成型是将浸渍过树脂胶液的碳纤维丝束、带或布等原材料,在牵引力的牵引下,通过挤压模具加热
成型、固化,连续不断地生产截面规格相同、长度不同的碳纤维型材。复合材料拉挤成型工艺是成型工艺中 的一种特殊工艺,其显著特点是可完全实现生产过程的自动化,生产效率高,具备批量化生产的能力。拉挤 成型制品强度高,其制成品横、纵向强度可任意调整,可满足碳纤维复合材料制品的不同力学性要求。此种 成型工艺适合于生产各种截面形状的型材,如工字型、角型、槽型、异型等截面管材以及通过上述截面构成 的组合截面型材等。
喷射成型流程图
喷射成型示意图
二、常用的碳纤维复合材料成型工艺
3、模压成型 将材料置于上下模之间,在液压机的压力和温度作用下使材料充满模具型腔并排出残留的空气,经过一
定时间的高温高压使树脂固化后,脱模即可得到碳纤维制品。模压工艺是应用性很强的一种碳纤维成型工艺, 在工业的承力结构件制造方面有不可取代的地位。模压工艺细分可分为预浸料模压、SMC模压、湿法模压 等。
手糊成型工艺流程图
手糊成型工艺示意图
二、常用的碳纤维复合材料成型工艺
2、喷射成型 利用短切纤维和树脂混合,在喷枪中利用压缩空气将纤维和树脂均匀喷洒在模具表面上,达到所需厚度
复合材料模具补偿设计及固化工艺优化

固化前,尺寸补强
固化后形状:超过公差
国外公司已开始基于Ansys、Abaqus等有限元分析平 台建立并开发复杂的材料成型模型,展开模具补偿设计和固 化工艺优化,如英国LMAT公司(2009年成立)。
基本流程:
复材制件/模具 材料性能
树脂体系固化动力学以及模型参数
固化收缩率、热膨胀系数、刚度、压 缩应变等
问题
结构强度:结构及铺层的设计很关键 不圆度:模具的修正补强 局部开裂
复合材料性能各向异性
横向: 强度和模量差、热膨胀系数大 纵向: 强度和模量高、热膨胀系数小
单向纤维区域横向强度 差,宜开裂
合理的铺层设计、工艺控制、模具补偿设计 是提高复合材料性能的关键。
合理的铺层设计由制品的强度、刚度计算确 定。
• 成型过程中成型零件配合间隙的变化δa
复合材料模具的设计,更关心复合材料制品 的变形。
二、模具补偿设计和复材工艺优化
复合材料制品变形-残余应力:
模具和制件间 相互作用
……… 成型压力
平面/厚度热膨胀 系数差异
固化发热
纤维/铺层缺陷 固化收缩
固化过程中产生的残余应力能导致复合材料结构件 变形,进行精确的工艺模拟需要深入研究和分析根本原 因。
应变
应 力 MPa
80mm 65mm 60mm 45mm 40mm
100
80
60
40
温度(℃)
1 2
100
80
60
40
温度℃
应变
1.6x10-3 1.4x10-3 1.2x10-3 1.0x10-3 8.0x10-4 6.0x10-4 4.0x10-4 2.0x10-4
0.0 -2.0x10-4
复合材料结构设计

2、层合板极限强度
导致层合板中各铺层全部失效时的层合板正则化内力(层合板逐层失效)
层间应力
强度:复合材料层合板抵抗层间应力的能力与基体强度
为同一量级
产生原因:
1、横向载荷 2、自由边界效应
自由边、孔周边等处存在层间应力集中
后果:易导致分层破坏
飞机结构设计的基本要求
➢ 气动性能要求:保证飞机具有合理的气动外形和好的表面质量(否则飞 行性能和品质变差) ➢ 最小重量要求:保证在足够的强度、刚度、疲劳安全寿命、损伤容限等 条件下,结构重量最轻 结构重量系数:飞机结构重量/飞机正常起飞重量 的百分比
2、夹层结构
上下面板(薄层合板)
—— 承受面内载荷(轴向拉压和面 内剪切)
中间芯层 (蜂窝、泡沫、波纹板
和木材等) —— 承受垂直于面板的剪切和压缩 应力,支持面板防止失稳。
优点:
➢ 更符合最小重量原则 比重小、刚度大(芯层支持抗弯好)、强度高(承受多轴向压力载荷)、 抗失稳、耐久性/损伤容限能力强(裂纹扩展和断裂韧性、抗声疲劳) ➢ 无铆缝(故机翼表面外形质量和气动性能较好) ➢ 简化结构(减少零件数目和减少装配工作量)
层合板/层压板的表示法:
图示法(直观)和公式法(简便)
(a)正轴坐标系和应力
(b)偏轴坐标系和应力
单向层合板的基本强度
铺层的基本强度,复合材料在面内正轴向的单轴正应力或纯剪力作用下
的极限应力(5项:单向板纵向和横向拉、压强度;面内剪切强度)。
层合板的强度
1、最先一层失效强度
各单一铺层应力分析→计算各铺层强度比→比较(强度比最小的铺层最 先失效,其对应的正则化内力)(强度比:材料强度极限同结构所受对应应
热固性复合材料成型工艺

(2)过氯乙烯脱模剂 配方:过氯乙烯粉5~10份 甲苯+丙酮(1:1)95~90份 按比例将物料与溶剂混和搅拌,放入密闭容器中(不
能用塑料容器)等完全溶解后即可使用。 (3)聚苯乙烯溶液脱模剂
配方:聚苯乙烯粉 5份 甲苯 95份
称量混合,搅拌均匀后,密封放置7天左右,若完全溶 解,搅拌均匀即可使用。
缺点:
劳动密集型的成型方法,生产效率低—喷射成型工艺 制品质量与操作者的技术水平有关 生产周期长 制品力学性能较其他方法低—袋压成型工艺
原材料
玻璃纤维及其织物
选择依据:容易被树脂浸润 有较好的形变性 满足制品的性能要求 价格便宜
种类:无捻粗纱 无捻粗纱布 短切原丝毡 加捻布 玻璃布袋
MPa
袋压成型工艺
装袋 固化
复合材料夹层结构的制造
概述
夹层结构有两层薄而高强度的面板材料,其间夹着一层 厚而轻质的芯材,是为了满足轻质高强要求发展起来的 一种结构形式。
面板材料:复合材料板、塑料板、铝板、胶合板等 夹芯材料:蜂窝芯材、泡沫塑料、强芯毯、软木等 优点:比强度高,表面光洁,结构稳定性好,承载能力
模具的结构形式
模具的结构
单模 阳模 对模 阴模
拼装模
❖ 模具材料选择:
(1)木材
要求均质、无节。常用红松、银杏、枣木等。木材模 具表面需要封孔处理。其特点是质轻、易加工;但不耐久 。适合于小批量生产小型制品。
(2)石膏
用半水石膏成型。制造简便,造价低;不耐用,怕冲 击,适合于小批量生产形状复杂的制品。
原材料:⑴模具用胶衣树脂:①固化放热和收缩小; ②优异的耐断裂、耐冲击性能;③优良的耐 热性、光泽度和硬度;④良好的涂刷性;⑤ 与制品胶衣色调相反 ⑵增强层树脂:①固化收缩率小;②韧性好; ③有易操作的黏度;④耐热性好
复合材料结构特点、设计要点以及成型方法

复合材料是一种由两种或两种以上的材料组合而成的材料,具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点。
复合材料在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有着广泛的应用。
本文将重点探讨复合材料的结构特点、设计要点以及成型方法。
一、复合材料的结构特点1.1 高强度:复合材料由于是由不同材料组合而成,可以充分发挥各种材料的优点,因此具有很高的强度。
比如碳纤维复合材料的强度是钢的几倍。
1.2 轻质:由于复合材料多为聚合物基体和增强材料组成,因此具有较低的密度,重量轻,适合用于要求重量轻的场合,比如航空航天领域。
1.3 耐腐蚀性好:复合材料多数是无机非金属材料与有机高分子材料的复合,因此具有良好的耐腐蚀性,可以在恶劣环境下长期使用。
1.4 难以加工:复合材料的工艺性和加工性较差,需要采用特殊的加工技术和工艺流程。
二、复合材料的设计要点2.1 结构设计:在设计复合材料结构时,需要充分考虑材料的性能和特点,合理设计结构,提高材料的使用效率。
2.2 成型工艺设计:不同的复合材料有不同的成型工艺,需要根据具体的材料性能和工艺流程来设计成型工艺,以保证产品质量。
2.3 自动化设计:现代复合材料加工已经向着自动化方向发展,因此设计时需要考虑如何实现自动化生产。
2.4 环境友好设计:在设计复合材料产品时,需要充分考虑材料的回收性和再利用性,采用环保的材料和工艺。
三、复合材料的成型方法3.1 手工层叠成型:手工层叠成型是一种常见的复合材料成型方法,通过人工将增强纤维层叠在一起,再浸渍树脂,最后经过固化得到成品。
3.2 压模成型:在压模成型中,复合材料预先放置于模具中,然后通过压力和温度的作用,使树脂固化,最终得到成品。
3.3 真空吸塑成型:真空吸塑成型是将复合材料覆盖在模具表面,然后利用真空负压使其贴紧模具表面,并通过加热固化得到成品。
3.4 自动化制备:随着自动化技术的发展,复合材料成型也越来越多地采用自动化制备技术,如自动化层叠机、自动化压模机等。
复合材料工艺

复合材料工艺复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料按照一定比例和方式混合而成的一种新材料。
它融合了不同材料的优点,具备多种优良性能,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、运动装备等领域。
复合材料的制备工艺包括预浸料制备、层叠成型和固化三个过程。
预浸料制备是将纤维材料预先浸渍于树脂中,形成预成型的复合材料片材。
在此过程中,先选择纤维材料,如玻璃纤维、碳纤维等。
然后将纤维与树脂进行混合,使纤维均匀分布于树脂中。
最后,将混合物倒入模具中,通过加压排气和真空处理,使其固化成预制品。
该预制品具备一定的强度和形状,可以经过一定的设计和切割,制作成不同形状的复合材料制品。
层叠成型是将预成型的复合材料片材按照一定的堆叠方式成型。
在此过程中,先将预成型的复合材料片材按照设计要求的层次和排列方式进行堆叠,同时在不同层之间添加适当的孔洞、芯材和压花层等。
然后,将堆叠好的复合材料片材放入模具中,通过加热和加压的方式,使复合材料片材之间的纤维相互渗透和固化,形成整体的复合材料制品。
固化是将层叠成型好的复合材料制品进行热固化处理,使其达到所需的力学性能。
在此过程中,先将模具加热,使复合材料制品达到一定的固化温度。
然后,通过加压使复合材料制品保持良好的成型,并在一定时间内进行固化。
最后,通过冷却和取模,脱模,完成复合材料制品的制备过程。
在复合材料的制备工艺中,还需要注意一些关键技术,如温度控制、压力控制和时间控制等。
温度控制是为了使复合材料能够在恰当的温度下进行固化,从而达到所需的力学性能。
压力控制是为了使复合材料能够在适当的压力下,实现纤维相互渗透和固化。
时间控制是为了保证复合材料能够在适当的时间内进行固化,并取模。
总而言之,复合材料的制备工艺是一个综合性的过程,需要综合考虑材料的选择、预浸料制备、层叠成型和固化等多个环节。
只有掌握了合适的工艺和技术,才能够制备出满足工程要求的复合材料制品。
复合材料热压罐成型工艺

复合材料热压罐成型工艺是一种常见的制备复合材料的工艺。
其主要步骤包括:
1.制备预浸料:将纤维(如玻璃纤维、碳纤维等)浸入预浸料中,
使其充分浸润预浸料,形成预浸料纤维束。
2.排列纤维束:将预浸料纤维束按照设计方案排列成预定形状。
3.制备复合材料主体:将排列好的纤维束放入复合材料热压罐中,
进行固化处理。
固化处理的温度和时间根据预测的复合材料性
能进行调节。
4.切割和修整:完成固化后,将复合材料主体从热压罐中取出,
进行切割和修整,使其符合设计要求。
复合材料热压罐成型工艺可以制备出高强度、高刚度的复合材料,广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
复合材料的制备方法和工艺流程

复合材料的制备方法和工艺流程复合材料由两种或两种以上不同种类的材料组成,以互补和协作的方式结合在一起。
它是一种现代的、高性能的材料,因其优异的性能被广泛应用于太空、军事、汽车、航空、船舶、建筑和体育器材等领域。
本文主要介绍复合材料的制备方法和工艺流程。
一、材料的选择和设计复合材料的制备首先要遵循“材料设计”的原则,也就是根据所需的性能和用途,选取合适的材料,并进行深入的研究和设计。
选取材料时要考虑它们的成本、可用性、加工性、耐用性、强度、韧性、密度、热性能、电性能、振动等特性。
二、预制备处理预制备处理是指在复合材料制备前,对原材料进行处理。
这些处理旨在改善材料的性能,并准备加工之用。
下面是一些常规的预制备处理方法:1. 纤维的表面处理:纤维的表面处理可以使其更具有附着力、耐水性和化学稳定性。
这可以通过化学处理、表面改性、表面覆盖、氧化、电化学方法和等离子体处理等方式实现。
2. 树脂的过滤:在树脂的制备过程中,可能会产生颗粒物和杂质。
这些颗粒物和杂质会影响树脂的成型性能和强度。
因此,要在树脂制备前对其进行过滤和去除杂质。
三、复合材料的成型方法复合材料的成型方法主要有手工层压、自动层压、注塑成型、挤出成型等。
这些成型方法的选择取决于材料的性质、制备要求和加工成本等因素。
1. 手工层压:手工层压是一种较为简单的成型方法,在制备中使用的是手工制造的“模具”。
首先将纤维和树脂混合成浆状,均匀涂在模具表面。
然后将纤维放在树脂浆上,并依次加上更多的纤维和树脂,直到形成完整的复合材料。
2. 自动层压:自动层压是一种全自动化的制备方法,其原理是在制备过程中使用自动控制系统。
自动层压设备由成型模块和控制系统组成。
在制备过程中,将预处理的纤维或预浸树脂制成所需的形状,并放入模具中,再加上压板和电热片。
控制系统会自动将温度和压力调整到适当的值,以制备出所需的复合材料。
3. 注塑成型:注塑成型主要用于制备高强度、高密度和复杂形状的复合材料。
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复合材料工艺大全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,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:(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,因此在选择材料、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。
1、层压成型工艺层压成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后,放入两个抛光的金属模具之间,加温加压成型复合材料制品的生产工艺。
它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。
该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。
现在,印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、机和移动机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。
层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材,具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点,但一次性投资较大,适用于批量生产,并且只能生产板材,且规格受到设备的限制。
层压工艺过程大致包括:预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。
2、卷管成型工艺卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品成型方法,其原理是借助卷管机上的热辊,将胶布软化,使胶布上的树脂熔融。
在一定的力作用下,辊筒在运转过程中,借助辊筒与芯模之间的摩擦力,将胶布连续卷到芯管上,直到要求的厚度,然后经冷辊冷却定型,从卷管机上取下,送入固化炉中固化。
管材固化后,脱去芯模,即得复合材料卷管。
卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。
其基本过程是:首先清理各辊筒,然后将热辊加热到设定温度,调整好胶布力。
在压辊不施加压力的情况下,将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈,然后放下压辊,将引头布贴在热辊上,同时将胶布拉上,盖贴在引头布的加热部分,与引头布相搭接。
引头布的长度约为800~1200mm,视管径而定,引头布与胶布的搭接长度一般为150~250mm。
在卷制厚壁管材时,可在卷制正常运行后,将芯模的旋转速度适当加快,在接近设计壁厚时再减慢转速,至达到设计厚度时,切断胶布。
然后在保持压辊压力的情况下,继续使芯模旋转1~2圈。
最后提升压辊,测量管坯外径,合格后,从卷管机上取出,送入固化炉中固化成型。
3、预浸胶布制备工艺预浸胶布是生产复合材料层压板材、卷管和布带缠绕制品的半成品。
(1)原材料预浸胶布生产所需的主要原材料有增强材料(如玻璃布、石棉布、合成纤维布、玻璃纤维毡、石棉毡、碳纤维、芳纶纤维、石棉纸、牛皮等)和合成树脂(如酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等)。
(2)预浸胶布的制备工艺预浸胶布的制备是使用经热处理或化学处理的玻璃布,经浸胶槽浸渍树脂胶液,通过刮胶装置和牵引装置控制胶布的树脂含量,在一定的温度下,经过一定时间的洪烤,使树脂由A阶转至B阶,从而得到所需的预浸胶布。
通常将此过程称之为玻璃的浸胶。
树脂传递模塑成型简称RTM(Resin Transfer Molding)。
RTM起始于50年代,是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术,可以生产出两面光的制品。
在国外属于这一工艺畴的还有树脂注射工艺(Resin Injection)和压力注射工艺(Pressure Infection)。
RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔,用压力将树脂胶液注入模腔,浸透玻纤增强材料,然后固化,脱模成型制品。
从上前的研究水平来看,RTM技术的研究发展方向将包括微机控制注射机组,增强材料预成型技术,低成本模具,快速树脂固化体系,工艺稳定性和适应性等。
RTM成型技术的特点:①可以制造两面光的制品;②成型效率高,适合于中等规模的玻璃钢产品生产(20000件/年以);③RTM为闭模操作,不污染环境,不损害工人健康;④增强材料可以任意方向铺放,容易实现按制品受力状况铺放增强材料;⑤原材料及能源消耗少;⑥建厂投资少,上马快。
RTM技术适用围很广,目前已广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业领域。
已开发的产品有:汽车壳体及部件、娱乐车构件、螺旋浆、8.5m长的风力发电机叶片、天线罩、机器罩、浴盆、沐浴间、游泳池板、座椅、水箱、亭、电线杆、小型游艇等。
(1)RTM工艺及设备成型工艺RTM全部生产过程分11道工序,各工序的操作人员及工具、设备位置固定,模具由小车运送,依次经过每一道工序,实现流水作业。
模具在流水线上的循环时间,基本上反映了制品的生产周期,小型制品一般只需十几分钟,大型制品的生产周期可以控制在1h以完成。
成型设备RTM成型设备主要是树脂压注机和模具。
①树脂压注机树脂压注机由树脂泵、注射枪组成。
树脂泵是一组活塞式往复泵,最上端是一个空气动力泵。
当压缩空气驱动空气泵活塞上下运动时,树脂泵将桶中树脂经过流量控制器、过滤器定量地抽入树脂贮存器,侧向杠杆使催化剂泵运动,将催化剂定量地抽至贮存器。
压缩空气充入两个贮存器,产生与泵压力相反的缓冲力,保证树脂和催化剂能稳定的流向注射枪头。
注射枪口后有一个静态紊流混合器,可使树脂和催化剂在无气状态下混合均匀,然后经枪口注入模具,混合器后面设计有清洗剂入口,它与一个有0.28MPa压力的溶剂罐相联,当机器使用完后,打开开关,溶剂自动喷出,将注射枪清洗干净。
②模具RTM模具分玻璃钢模、玻璃钢表面镀金属模和金属模3种。
玻璃钢模具容易制造,价格较低,聚酯玻璃钢模具可使用2000次,环氧玻璃钢模具可使用4000次。
表面镀金属的玻璃钢模具可使用10000次以上。
金属模具在RTM工艺中很少使用,一般来讲,RTM的模具费仅为SMC的2%~16%。
(2)RTM原材料RTM用的原材料有树脂体系、增强材料和填料。
树脂体系:RTM工艺用的树脂主要是不饱和聚酯树脂。
增强材料:一般RTM的增强材料主要是玻璃纤维,其含量为25%~45%(重量比);常用的增强材料有玻璃纤维连续毡、复合毡及轴向布。
填料:填料对RTM工艺很重要,它不仅能降低成本,改善性能,而且能在树脂固化放热阶段吸收热量。
常用的填料有氢氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、云母等。
袋压法、热压罐法、液压釜法和热膨胀模塑法统称为低压成型工艺。
其成型过程是用手工铺叠方式,将增强材料和树脂(含预浸材料)按设计方向和顺序逐层铺放到模具上,达到规定厚度后,经加压、加热、固化、脱模、修整而获得制品。
四种方法与手糊成型工艺的区别仅在于加压固化这道工序。
因此,它们只是手糊成型工艺的改进,是为了提高制品的密实度和层间粘接强度。
以高强度玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维和环氧树脂为原材料,用低压成型方法制造的高性能复合材料制品,已广泛用于飞机、导弹、卫星和航天飞机。
如飞机舱门、整流罩、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼、隔板、壁板及隐形飞机等。
(1)袋压法袋压成型是将手糊成型的未固化制品,通过橡胶袋或其它弹性材料向其施加气体或液体压力,使制品在压力下密实,固化。
袋压成型法的优点是:①产品两面光滑;②能适应聚酯、环氧和酚醛树脂;③产品性能比手糊高。
袋压成型分压力袋法和真空袋法2种:①压力袋法压力袋法是将手糊成型未固化的制品放入一橡胶袋,固定好盖板,然后通入压缩空气或蒸汽(0.25~0.5MPa),使制品在热压条件下固化。
②真空袋法此法是将手糊成型未固化的制品,加盖一层橡胶膜,制品处于橡胶膜和模具之间,密封周边,抽真空(0.05~0.07MPa),使制品中的气泡和挥发物排除。
真空袋成型法由于真空压力较小,故此法仅用于聚酯和环氧复合材料制品的湿法成型。
(2)热压釜和液压釜法热压釜和液压釜法都是在金属容器,通过压缩气体或液体对未固化的手糊制品加热、加压,使其固化成型的一种工艺。
热压釜法热压釜是一个卧式金属压力容器,未固化的手糊制品,加上密封胶袋,抽真空,然后连同模具用小车推进热压釜,通入蒸汽(压力为1.5~2.5MPa),并抽真空,对制品加压、加热,排出气泡,使其在热压条件下固化。
它综合了压力袋法和真空袋法的优点,生产周期短,产品质量高。
热压釜法能够生产尺寸较大、形状复杂的高质量、高性能复合材料制品。
产品尺寸受热压釜限制,目前国最大的热压釜直径为2.5m,长18m,已开发应用的产品有机翼、尾翼、卫星天线反射器,导弹载入体、机载夹层结构雷达罩等。
此法的最大缺点是设备投资大,重量大,结构复杂,费用高等。
液压釜法液压釜是一个密闭的压力容器,体积比热压釜小,直立放置,生产时通入压力热水,对未固化的手糊制品加热、加压,使其固化。
液压釜的压力可达到2MPa或更高,温度为80~100℃。
用油载体、热度可达200℃。
此法生产的产品密实,周期短,液压釜法的缺点是设备投资较大。
(3)热膨胀模塑法热膨胀模塑法是用于生产空腹、薄壁高性能复合材料制品的一种工艺。
其工作原理是采用不同膨胀系数的模具材料,利用其受热体积膨胀不同产生的挤压力,对制品施工压力。
热膨胀模塑法的阳模是膨胀系数大的硅橡胶,阴模是膨胀系数小的金属材料,手糊未固化的制品放在阳模和阴模之间。
加热时由于阳、阴模的膨胀系数不同,产生巨大的变形差异,使制品在热压下固化。
喷射成型技术是手糊成型的改进,半机械化程度。
喷射成型技术在复合材料成型工艺中所占比例较大,如美国占9.1%,西欧占11.3%,日本占21%。
目前国用的喷射成型机主要是从美国进口。