复合材料手糊成型工艺喷射成型
碳纤维复合材料加工工艺介绍
碳纤维复合材料加工工艺一、手糊成型工艺：在模具表面上涂抹脱模剂、胶衣，将事先裁好的碳纤维预浸布铺设在模具工作面上，在工作面上刷涂或喷射树脂胶液，达到所需要的厚度之后，成型固化、脱模、后处理。
在成型技术高度发达的今天，手糊工艺仍然具有工艺简便、投资低廉、适用面广的特点，在石油化工、储存容器、贮槽、汽车壳体等诸多领域有广泛应用。
其缺点是质地疏松、精度不高、表面粗糙、密度低，制品强度不高，并且主要依赖人工，质量不稳定，生产效率很低，难以批量化和标准化。
喷射成型工艺属于手糊成型工艺中低压成型工艺的一类，一般利用短切纤维和树脂混合，在喷枪中利用压缩空气均匀喷洒在模具表面上，达到所需厚度后，再利用手工橡胶来回刷平，最后固化成型。
为改进手糊成型工艺而创造的一种半机械化成型工艺，在生产效率方面有一定的提高，多用来制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。
二、真空热压罐工艺：工艺过程是将单层预浸料按预设方向铺叠成的复合材料坯料放置在热压罐内，在一定预设温度和压力下完成固化的过程。
热压罐是一种能够承受和调整温度、压力范围的专用压力容器。
坯料铺设在涂抹脱模剂的模具表面，然后依次用脱模布、吸胶毡、透气毡完全覆盖，并密封在真空袋内，再放入热压罐内。
在放入热压罐加温固化之前需要抽真空，然后在放入热压罐高温、加压、固化成型固化规则的制定与执行是保证复合材料产品质量的关键。
此种成型工艺适多用于制造整流罩、飞机舱门、机载雷达罩，支架、机翼、尾翼等产品。
三、层压成型工艺：把一层层铺设的预浸料放置在上下平板模之间通过加压高温固化成型，这种工艺可以直接利用木胶合板的生产方法和设备，并根据树脂的流动性能，进而进行改进与完善。
此种成型工艺主要用来生产不同规格、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、利用批量化等特点，但是设备投资较大，成本较高。
四、缠绕成型：缠绕成型工艺的发展已经有半个世纪，随着缠绕技术的不断更新，缠绕工艺基本已经成型，并成为金属铝复合材料重要施工工艺之一。
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。
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 第五章 复合材料的成型工艺
目前，随着科学和技术的不断发展，正向
着提高生产速度、热塑性和热固性树脂同时使
用的复合结构材料和方向发展。
生产大型制品，改进产品外观质量和提高
产品的横向强度都将是拉挤成型工艺今后的发 展方向。
58
7. 注射成型工艺
注射成型是树脂基复合材料生产中的一
种重要成型方法，它适用于热塑性和热固性 复合材料，但以热塑性复合材料应用最广。
二是固化，即把已铺置成一定形状的叠层预 浸料，在温度、时间和压力等因素影响下使形状
固定下来，并能达到预期的性能要求。
3
生产中采用的成型工艺
(1) 手糊成型 (3)真空袋压法成型 (2)注射成型 (4)挤出成型
(5)压力袋成型
(6)纤维缠绕成型
(7)树脂注射和树脂传递成型 (8)真空辅助树脂注射成型
④制品的纵向和横向强度可任意调整， 以适应不同制品的使用要求，其长度可根 据需要定长切割。
54
拉挤制品的主要应用领域
(1)耐腐蚀领域。主要用于上、下水装置，工 业废水处理设备、化工挡板及化工、石油、造纸和
冶金等工厂内的栏杆、楼梯、平台扶手等。
(2)电工领域。主要用于高压电缆保护管、电
缆架、绝缘梯、绝缘杆、灯柱、变压器和电机的零
59
注射成型工艺原理
注射成型是根据金属压铸原理发展起来的
一种成型方法。该方法是将颗粒状树脂、短纤维 送入注射腔内，加热熔化、混合均匀，并以一定 的挤出压力，注射到温度较低的密闭模具中，经 过冷却定型后，开模便得到复合材料制品。
60
注射成型工艺过程包括加料、熔化、混合、
注射、冷却硬化和脱模等步骤。
加工热固性树脂时，一般是将温度较低的树 脂体系(防止物料在进入模具之前发生固化)与短 纤维混合均匀后注射到模具，然后再加热模具使 其固化成型。
复合材料工艺重点集结
绪论1.复合材料是指由两种或两种以上的不同材料，通过一定的工艺复合而成的，性能优于原单一材料的多相固体材料。
按基体材料不同可分为：金属基复合材料，无机非金属复合材料，树脂基复合材料。
2. 复合材料的主要性能特点：轻质高强，可设计性好，工艺性能好，热性能好，耐腐蚀性能好，电性能好，其它特点：耐候性、耐疲劳性、耐冲击性、耐蠕变性，透光性等。
第一章1. 手糊成型：用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型，室温或加热、无压或低压条件下固化，脱模成制品的工艺方法。
2.手糊成型工艺的优点：1、不受尺寸、形状的限制；2、设备简单、投资少；3、工艺简单；4、可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；5、产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。
3.手糊成型工艺的缺点1、生产效率低，劳动强度大，卫生条件差；2、产品性能稳定性差；3、产品力学性能较低。
4.选用的原材料必须满足3点要求1、产品设计的性能要求2、手糊成型工艺要求3、价格便宜、材料容易取得5. 聚合物基体的选择选用原则：1.能在室温下凝胶、固化。
并在固化过程中无低分子物产生。
2.能配制成粘度适当的胶液、适宜手糊成型的胶液粘度为0.2Pa·S~0.5Pa·S。
3.无毒或低毒。
4.价格便宜。
6.不饱和聚酯树脂的固化原理：固化是通过引发剂引发聚酯分子中的双键，与可聚合的乙烯类单体(如苯乙烯)进行游离基共聚反应，使线型的聚酯分子交联成三维网状的体形大分子结构。
7.不饱和聚酯树脂的固化过程即它与乙烯类单体共聚的过程，共聚反应过程的三个主要阶段：链引发、链增长、链终止。
8.不饱和聚酯树脂的辅助剂包括交联剂、引发剂、促进剂、阻聚剂、光敏剂等。
9.交联剂要求：高沸点，低粘度，能溶解树脂、引发剂、促进剂、染料等，反应活性大，能使共聚反应在室温或较低温度下进行，能与树脂共聚形成均相共聚物。
常用交联剂：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二丁酯。
复合材料第五章复合材料的成型工艺
6. 拉挤成型工艺
拉挤成型工艺中，首先将浸渍过树脂 胶液的连续纤维束或带状织物在牵引装置 作用下通过成型模而定型；
45
其次，在模中或固化炉中固化，制成具有 特定横截面形状和长度不受限制的复合材料， 如管材、棒材、槽型材、工字型材、方型材 等。
46
一般情况下，只将预制品在成型模中加热到 预固化的程度，最后固化是在加热箱中完成的。
60
注射成型工艺过程包括加料、熔化、混合、 注射、冷却硬化和脱模等步骤。
加工热固性树脂时，一般是将温度较低的树 脂体系(防止物料在进入模具之前发生固化)与短 纤维混合均匀后注射到模具，然后再加热模具使 其固化成型。
61
在加工过程中，由于熔体混合物的流动 会使纤维在树脂基体中的分布有一定的各向 异性。
层压成型工艺的缺点是只能生产板材， 且产品的尺寸大小受设备的限制。
24
4．喷射成型工艺
将分别混有促进剂和引发剂的不饱和聚 酯树脂从喷枪两侧（或在喷枪内混合）喷 出，同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切 断并由喷枪中心喷出，与树脂一起均匀沉 积到模具上。
25
当不饱和聚酯树脂与玻璃纤维无捻粗纱 混合沉积到一定厚度时，用手辊滚压，使纤 维浸透树脂、压实并除去气泡，最后固化成 制品。
35
纤维缠绕方式和角度可以通过机械传动或计 算机控制。
缠绕达到要求厚度后，根据所选用的树脂类 型，在室温或加热箱内固化、脱模便得到复合材 料制品。
36
利用纤维缠绕工艺制造压力容器时， 一般要求纤维具有较高的强度和模量， 容易被树脂浸润，纤维纱的张力均匀以 及缠绕时不起毛、不断头等。
37
另外，在缠绕的时候，所使用的芯模应 有足够的强度和刚度，能够承受成型加工过 程中各种载荷（缠绕张力、固化时的热应力、 自重等），满足制品形状尺寸和精度要求以 及容易与固化制品分离等。
复合材料手糊成型工艺喷射成型
喷射成型工艺可以通过多层涂覆和叠层结构来加强产品的结构强度， 提高产品的承载能力和稳定性。
优化材料组合
喷射成型工艺可以方便地实现多种材料的组合和复合，通过优化材 料组合来提高产品的性能和功能。
05 复合材料手糊成型工艺喷 射成型的挑战与解决方案
气泡和空隙问题
总结词
气泡和空隙问题是在复合材料手糊成型工艺喷射成型过程中常见的问题，它们会影响产品的质量和性 能。
特点
成本低、灵活性高、适合小批量生产 ，广泛应用于船舶、汽车、建筑等领 域。
历史与发展
起源
起源于20世纪初，最初用于生产 玻璃钢船。
发展
随着技术的进步和新型材料的出 现，复合材料手糊成型工艺不断 改进，喷射成型技术逐渐成为主 流。
应用领域
01
02
03
船舶制造
用于制造船体、甲板、舱 室等。
汽车制造
喷嘴的设计对喷射效果和产品质 量有很大的影响，需要考虑到喷
射距离、角度、流量等因素。
喷射成型材料
喷射成型材料主要包括树脂和纤维两 种。树脂作为粘结剂，纤维作为增强 剂，通过合理的配比，可以制备出性 能优异的复合材料。
在喷射成型过程中，还需要添加一些 辅助剂，如消泡剂、流平剂等，以改 善产品的表面质量和力学性能。
应用领域的拓展
航空航天领域
随着航空航天技术的不断发展，喷射成型工艺在制造高性 能、轻质复合材料方面具有巨大潜力，可应用于飞机结构、 卫星部件等领域。
汽车工业
汽车工业对材料性能和成本控制要求高，喷射成型工艺可 应用于制造汽车零部件，如发动机罩、车门等，提高生产 效率和降低成本。
新能源领域
在新能源领域，如太阳能板、风力发电机等，喷射成型工 艺可用于制造高性能的复合材料部件，提高设备的效率和 稳定性。
包材技术丨复合材料的成型工艺,一起了解一下
包材技术丨复合材料的成型工艺，一起了解一下！导读从简单纸包装，到单层塑料薄膜包装，发展到复合材料的广泛使用。
复合包装能使包装内含物具有保湿、保香、美观、保鲜、避光、防渗透等特点，本文我们浅述复合材料的成型工艺，内容供优品包材系统的采供朋友们参考：一、基本概念复合材料的最大优点，就是它的性能比其组成材料要好得多。
一方面它可以改善组成材料的弱点，充分发挥其性能优势，例如玻璃和树脂的韧性和强度都不高，但用它们制成的复合材料--玻璃钢的比强度、比刚度和韧性却很高；另一方面可以根据结构和受力要求制成预定的性能分布，对材料进行优化设计。
1.复合材料的分类1)按材料的作用分类结构复合材料和功能复合材料。
2)按基体材料分类树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料和碳/碳复合材料等。
3)按增强材料的性质和形态分类层叠复合材料、细粒复合材料、连续纤维复合材料、短切纤维复合材料、碎片增强复合材料和骨架复合材料等。
2.复合材料的特点1)比强度和比刚度高2)抗疲劳性好3)高温性能好4)减振性能好5)断裂安全性高6)可设计性好二、复合材料用原料1、增强材料(1)碳纤维(2)硼纤维(3)芳纶(4)玻璃纤维(5)碳化硅纤维(６)晶须2、基体材料(1)热固性树脂(2)热塑性树脂3、夹层结构材料夹层结构一般由两层薄的高强度板和中间夹着一层厚而轻的芯结构构成。
三、复合材料的增强机制和复合原则1.增强原理复合材料的复合不是由基体和增强两种材料简单的组合而成，而是两种材料发生相互的物理、化学、力学等作用的复杂组合过程。
2.复合原则以纤维增强复合材料为例，说明复合材料的复合原则。
复合材料中基体起粘结作用，因而基体必须具备如下特点：1）对纤维具有好的润湿性，从而使基体与增强材料间具有较强的结合力，使分离的纤维粘为一个整体，保证纤维的合理分布。
2）基体应具有较好的塑性和韧性，能够延缓裂纹的扩展。
3）基体能够很好地保护纤维表面，不产生表面损伤、不产生裂纹。
复合材料手糊成型工艺喷射成型
• 手糊成型按成型固化压力可分为两类：接 触压和低压（接触压以上）。前者为手糊 成型、喷射成型。后者包括对模成型、袋 压成型、热压釜成型以及树脂传递模塑 （RTM）和反应注射模塑（RIM）成型等。
喷射成型定义
• 将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从 喷枪两侧（或是在喷枪内混合）喷出，同 时将切断的玻纤无捻粗纱，由喷枪中心喷 出，使其与树脂均匀混合，沉积到模具上， 当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤 维浸透树脂，排除气泡，固化后成制品。
• 外混合型是引发剂和树脂在喷枪外的空气中相互混合。
• 缺点：由于引发剂在同树脂混合前必须先与空气接触，而 引发剂又容易挥发，因此既浪费材料又引起环境污染。
• 先混合型是将树脂、引发剂和促进剂先分别送至静态混合 器充分混合，然后再送至喷枪喷出。•Fra bibliotek喷射成型的优点：
• ①用玻纤粗纱代替织物，可降低材料成本；
喷射成型工艺的发展
• 喷射成型是为改进手糊成型而创造的一种 半机械化成型工艺.
目前喷射成型在各种成型方法中所占比重 很大,美国占27%，日本占16%，用以制造 汽车车身、船身、浴缸、异形板、机罩、 管道与贮罐的过渡层等.
目前国内用的喷射成型机主要是从美国进口。
喷射成形工艺流程
玻璃纤维无捻粗纱
聚酯树脂
加热
引发剂 促进剂
静态混合
切割喷枪 脱模
模具 喷射成型
辊压 固化
喷射成型的分类
按照胶液喷射动力可以分为: 气动型 液压型
按照胶液混合形式可以分为: 内混合型 外混合型 先混合型
• 气动型是空气引射喷涂系统，靠压缩空气 的喷射将胶液雾化并喷涂到芯模上。
• 缺点：部分树脂和引发剂烟雾被压缩空气 扩散到周围空气中，因此这种形式已很少 使用了。
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主要包括以下几种：1. 手糊成型工艺：是一种湿法铺层成型法，通过涂刷胶液和铺设纤维织物，在模具上形成一定厚度的层片，然后进行固化。
2. 喷射成型工艺：是将树脂和纤维混合后，通过喷射的方式在模具表面形成一定厚度的层片，再进行固化。
3. 树脂传递模塑技术（RTM技术）：将纤维织物放入模具中，然后注入树脂，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。
4. 袋压法成型：是将纤维织物放入密封的袋子里，然后通过压力使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。
5. 真空袋压成型：是在袋压法的基础上，通过抽真空的方式排除纤维织物内的空气和水分，提高制品的密实度和质量。
6. 热压罐成型技术：是将预浸料放入金属模具中，通过热压罐的高温高压作用，使预浸料粘结成复合材料制品。
7. 液压釜法成型技术：是将预浸料放入密封的液压釜中，通过液体介质的压力使预浸料紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。
8. 热膨胀模塑法成型技术：是将纤维织物放入模具中，利用热膨胀原理使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。
9. 夹层结构成型技术：是将两层或更多层预浸料之间夹入一层泡沫材料或其他材料，通过加热加压或抽真空的方式使其粘结成复合材料制品。
10. 模压料生产工艺：是将纤维织物和树脂混合后，经过一定温度和压力条件进行固化，形成模压料，然后将其加工成制品。
11. ZMC模压料注射技术：是将ZMC模压料加热后注入模具中，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。
12. 层合板生产技术：是将多层预浸料按照一定的顺序叠放在一起，然后经过热压或冷压的方式使其粘结成复合材料层合板。
13. 卷制管成型技术：是将纤维织物和树脂混合后，通过卷制机卷制成管状制品。
14. 纤维缠绕制品成型技术：是将纤维织物缠绕在芯模上，然后注入树脂或进行热处理，形成复合材料制品。
15. 连续制板生产工艺：是将预浸料连续通过加热和加压装置，使其连续地粘结成复合材料板材。
复合材料工艺详解
复合材料工艺详解——热固与热塑树脂热固性树脂成型工艺手糊成型：用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺覆成型，室温（或加热）、无压（或低压）条件下固化，脱模制成品的工艺方法。
1.原料：①树脂：不饱和聚酯树脂，环氧树脂；②纤维增强材料：玻纤制品（无捻粗纱、短切纤维毡、无捻粗纱布、玻纤细布、单向织物），碳纤维，Kevlar纤维；③辅助材料：稀释剂，填料，色料。
2.工艺过程：2.1 原材料准备2.1.1胶液准备胶液的工艺性主要指胶液粘度和凝胶时间。
①手糊成型的胶液粘度控制在0.2Pa·s～0.8Pa·s之间为宜。
环氧树脂可加入5%～15%（质量比）的邻苯二甲酸二丁酯或环氧丙烷丁基醚等稀释剂进行调控。
②凝胶时间：在一定温度条件下，树脂中加入定量的引发剂、促进剂或固化剂，从粘流态到失去流动性，变成软胶状态的凝胶所需的时间。
手糊作业前必须做凝胶试验。
但是胶液的凝胶时间不等于制品的凝胶时间，制品的凝胶时间不仅与引发剂、促进剂或固化剂有关，还与胶液体积、环境温度与湿度、制品厚度与表面积大小、交联剂蒸发损失、胶液中杂质的混入、填料加入量等有关。
2.1.2增强材料的准备手糊成型所适用增强材料主要是布和毡。
需要注意布的排向，同一铺层的拼接，布的剪裁。
2.1.3胶衣糊准备胶衣树脂的性能指标：外观：颜色均匀，无杂质，粘稠状流体；酸值：10mgKOH/g～15mgKOH/g（树脂）；凝胶时间：10min～15min；触变指数：5.5～6.5；贮存时间：25℃ 6个月2.1.4手糊制品厚度与层数计算①手糊制品厚度t:制品（铺层）的厚度；m：材料质量，Kg/m2；k：厚度常数，mm/(Kg·m-2)材料厚度常数k表材料性能玻璃纤维E型S型C型聚酯树脂环氧树脂填料-碳酸钙密度（Kg/m3）2.56；2.49；2.45 1.1；1.2；1.3；1.4 1.1；1.3 2.3；2.5；2.9k[mm/(Kg·m-2)]0.391；0.402；0.408 0.909；0.837；0.769；0.714 0.909；0.769 0.435；0.400；0.345②铺层层数计算A：手糊制品总厚度，mm；m f：增强纤维单位面积质量，Kg/m2；kf：增强纤维的厚度常数，mm/(Kg·m-2)；kr：树脂基体的厚度常数，mm/(Kg·m-2)；c：树脂与增强材料的质量比；n：增强材料铺层层数。
喷射成型工艺技术-复合材料
喷射成型工艺要点
8 喷枪移动速度均匀,不允许漏喷,不能走弧线.相 邻两个行程间重叠宽度应为前一行程宽度的 1/3,以得到均匀连续的涂层.前后涂层走向应 交叉或垂直,以便均匀覆盖. 9 每个喷射面喷射完后,立即用压辊滚压,要特别 注意凹凸表面.压平表面,修整毛刺,排出气泡, 然后再喷出第二层.
喷射成型工艺要点
喷射成形工艺
n n n n
n n n n n
喷射成型的优点： ①用玻纤粗纱代替织物，可降低材料成本； ②生产效率比手糊的高2～4倍； ③产品整体性好，无接缝，层间剪切强度高，树脂 含量高，抗腐蚀、耐渗漏性好； ④可减少飞边，裁布屑及剩余胶液的消耗； ⑤产品尺寸、形状不受限制。 其缺点为：①树脂含量高，制品强度低； ②产品只能做到单面光滑； ③污染环境，有害工人健康。
浸润不良产生的原因
1 树脂黏度高 2 树脂与玻璃纤维喷涂直径不一致 3 玻璃纤维含量高 4 凝胶快
浸润不良的防治
1 使黏度降低到0。8Pa.s以下 2 调整喷涂直径 3 降低含量 4 减少固化剂用量,调节作业场温度
固化不良产生的原因
1 树脂反应性过高 2 固化剂分散不良
固化不良的防治
1 降低反应性 2 调整固化剂喷嘴 3 检查喷射器,混合器,和储存器 4 使用稀释剂的引发剂应增加喷出量
气动型
气动型是用空气引射喷涂系统,靠压缩空 气的喷射将胶衣雾化并喷射到模具上.部 分树脂和引发剂烟雾被压缩空气扩散到 周围的空气中,因此这种形式已经很少使 用.
液压型
液压型是无空气的液压喷射系统,靠液压 将胶液挤成滴状并喷涂到模具上.因为没 有压缩空气的液压喷涂系统,所以没有烟 雾,材料浪费少.
喷射成型制品的缺陷与防治
喷射成型制品的缺陷种类
复合材料的成型工艺与技术创新
复合材料的成型工艺与技术创新在当今科技飞速发展的时代，复合材料凭借其优异的性能在众多领域得到了广泛的应用。
从航空航天的高精尖设备到日常生活中的常见用品，复合材料的身影无处不在。
而复合材料的广泛应用，离不开其多样且不断创新的成型工艺。
复合材料，简单来说，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在一起形成的一种新型材料。
其性能通常优于组成它的单一材料，具有高强度、高刚度、耐腐蚀、耐高温等诸多优点。
而要将这些原材料转变为具有实用价值的复合材料制品，成型工艺起着至关重要的作用。
常见的复合材料成型工艺包括手糊成型、喷射成型、模压成型、缠绕成型、拉挤成型等。
手糊成型是一种较为传统的工艺，操作相对简单，成本较低，但生产效率不高，且制品的质量和性能一致性较差。
操作人员将增强材料铺放在模具表面，然后用刷子或喷枪将树脂涂覆在增强材料上，使其浸润，经过固化后得到复合材料制品。
这种工艺常用于制作形状复杂、尺寸较大的制品，如船体、储罐等。
喷射成型则是在手糊成型的基础上发展而来的，它将树脂和短切纤维同时喷射到模具表面，然后固化成型。
与手糊成型相比，喷射成型的生产效率有所提高，制品的性能也更为均匀。
模压成型是一种高效、高精度的成型工艺。
将预浸料或模塑料放入预热的模具中，然后在压力和温度的作用下，使其固化成型。
模压成型制品的尺寸精度高、表面质量好，适用于生产大批量的中小型制品，如汽车零部件、电器外壳等。
缠绕成型主要用于制造圆柱形或球形的制品，如管道、储罐等。
将连续的纤维或带材经过浸胶后，按照一定的规律缠绕在芯模上，然后经过固化得到制品。
这种工艺能够充分发挥纤维的强度，制品的强度和刚度较高。
拉挤成型则是将连续纤维通过浸胶装置浸渍树脂后，在牵引力的作用下通过成型模具，经过固化得到连续的型材。
拉挤成型制品的性能稳定，生产效率高，适用于生产各种截面形状的型材，如工字梁、槽钢等。
随着科技的不断进步和市场需求的不断变化，复合材料的成型工艺也在不断创新。
复合材料喷射成型工艺
喷射成型工艺要点
10 要充分调整喷枪和纤维切割喷射器喷出的纤 要充分调整喷枪和纤维切割喷射器喷出的纤 维和胶衣的喷射直径,以期得到最好的喷射效 维和胶衣的喷射直径 以期得到最好的喷射效 果 11特殊部位的喷射 喷射曲面制品时 喷射方向应 特殊部位的喷射:喷射曲面制品时 特殊部位的喷射 喷射曲面制品时,喷射方向应 始终沿曲面法线方向 喷射沟槽时,应 沿曲面法线方向;喷射沟槽时 始终沿曲面法线方向 喷射沟槽时 应先喷射四 周和侧面,然后在底部补喷适量纤维 然后在底部补喷适量纤维,防止树脂 周和侧面 然后在底部补喷适量纤维 防止树脂 在沟槽底部聚集,喷射转角时 喷射转角时,应从夹角部位向 在沟槽底部聚集 喷射转角时 应从夹角部位向 外喷射,防止在角尖出现树脂聚集 外喷射 防止在角尖出现树脂聚集. 防止在角尖出现树脂聚集
喷射成型工艺的发展
喷射成型是为改进手糊成型而创造的一 种半机械化成型工艺.目前喷射成型在各 种半机械化成型工艺 目前喷射成型在各 种成型方法中所占比重很大,美国占 种成型方法中所占比重很大 美国占 27%，日本占 用以制造汽车车身, ，日本占16%,用以制造汽车车身 用以制造汽车车身 船身,浴缸 储灌的过渡层. 浴缸,储灌的过渡层 船身 浴缸 储灌的过渡层 目前国内用的喷射成型机主要是从美 国进口。 国进口。
喷射成型效率达15kg/min，故适合于大型船体制造。已 喷射成型效率达15kg/min，故适合于大型船体制造。 15kg/min 广泛用于加工浴盆、机器外罩、整体卫生间， 广泛用于加工浴盆、机器外罩、整体卫生间，汽车车身构件 及大型浮雕制品等。 及大型浮雕制品等。
喷射设备
喷射成型工艺要点
1 成型环境温度 以20~30度为宜 再高 固化 再高,固化 度为宜,再高 系统易堵塞;过低 胶液黏度大,浸润不均 快,系统易堵塞 过低 胶液黏度大 浸润不均 系统易堵塞 过低,胶液黏度大 浸润不均, 固化慢. 固化慢 2制品喷射成型工序应标准 以免因操作者不 制品喷射成型工序应标准,以免因操作者不 制品喷射成型工序应标准 同而产生过的质量差异. 同而产生过的质量差异 3为避免压力波动 喷射机应由独立管路供气 为避免压力波动,喷射机应由独立管路供气 为避免压力波动 喷射机应由独立管路供气. 气体要彻底除湿,以免影响固化 气体要彻底除湿 以免影响固化. 以免影响固化
10种最常见的复合材料成型工艺！
10种最常见的复合材料成型工艺！复合材料的原材料包括树脂、纤维和芯材等有多种选择，各种材料又有其独特的强度、刚度、韧性和热稳定性等性能，成本和产量也不尽相同。
然而，复合材料作为一个整体，其最终性能不仅与树脂基体和纤维（以及夹芯材结构中的芯材）有关，而且与结构中材料的设计方法和制造工艺有密切联系。
本文将对常用的复合材料制造方法、每种方法的主要影响因素和不同工艺如何选择原材料进行介绍。
一、喷涂成型方法描述：把短切纤维增强材料与树脂体系同时喷涂在模具内，然后在常压下固化成热固性复合材料制品的一种成型工艺。
材料选择：树脂：主要为聚酯纤维：粗玻璃纤维纱芯材：无，需要单独与层合板结合主要优点：1) 工艺历史悠久2) 低成本、可快速铺覆纤维和树脂3) 模具成本低廉主要缺点：1) 层合板易形成树脂富集区，重量偏高2) 只能使用短切纤维，严重限制了层合板的力学性能3) 为了便于喷涂，树脂粘度需足够低，损失了复合材料的力学和热学性能4) 喷涂树脂中的高苯乙烯含量意味着对操作人员的潜在危害较高，低粘度则意味着树脂易渗透员工的工作服从而直接接触皮肤5) 空气中挥发的苯乙烯浓度很难达到法律规定要求典型应用：简易围栏，低载荷结构板，如敞篷车车身、卡车整流罩、浴缸和小型船艇二、手糊成型方法描述：手动将树脂浸润纤维，纤维可以为机织、编织、缝合或粘结等增强方式，手糊成型通常用滚轮或刷子完成，然后用胶滚挤压树脂使之渗入纤维。
层合板置于常压下固化。
材料选择：树脂：无要求，环氧、聚酯、聚乙烯基酯、酚醛树脂均可纤维：无要求，但是基重较大的芳纶纤维难以手糊浸润芯材：无要求主要优点：1) 工艺历史悠久2) 简单易学3) 如果使用室温固化树脂，模具成本低廉4) 材料和供应商选择空间大5) 高纤维含量，所用纤维比喷涂工艺长主要缺点：1) 树脂混合、层合板树脂含量和品质与操作人员的熟练程度密切相关，难以获得低树脂含量且低孔隙率的层合板2) 树脂的健康和安全隐患，手糊树脂分子量越低，潜在的健康威胁就越大，粘度越低意味着树脂越容易渗透员工的工作服从而直接接触皮肤3) 如果没有安装良好的通风设备，从聚酯和聚乙烯基酯挥发到空气中的苯乙烯浓度很难达到法律规定的要求4) 手糊树脂的黏度需要非常低，因此苯乙烯或其他溶剂的含量必须较高，这样就损失了复合材料的机械/热性能典型应用：标准风电叶片，批量制作的船艇，建筑模型三、真空袋工艺方法描述：真空袋工艺是上述手糊工艺的延伸，即在模具上封一层塑料膜将手糊好的层合板抽真空，给层合板施加一个大气压的压力，达到排气紧实的效果，以提高复合材料的品质。
复合材料的复合成型工艺分析
复合材料的复合成型工艺分析在现代工业领域中，复合材料凭借其优异的性能表现，如高强度、高刚度、良好的耐腐蚀性等，逐渐成为了不可或缺的重要材料。
而复合材料的性能很大程度上取决于其复合成型工艺。
复合成型工艺是将两种或两种以上不同性质的材料，通过特定的方法和工艺，使其结合成为一个整体，从而获得具有特定性能的复合材料的过程。
常见的复合材料成型工艺包括手糊成型、喷射成型、模压成型、缠绕成型、拉挤成型等。
手糊成型是一种较为传统且简单的复合成型工艺。
它主要依靠人工操作，将增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）铺放在模具表面，然后用刷子或喷枪将树脂涂覆在增强材料上，使其浸润。
经过反复的铺层和涂覆，直至达到所需的厚度和形状。
手糊成型工艺的优点是设备简单、投资少，适用于小批量、大型制品的生产。
但其缺点也较为明显，如生产效率低、产品质量不稳定、劳动强度大等。
喷射成型则是在手糊成型的基础上发展起来的一种工艺。
它通过喷枪将树脂和短切纤维同时喷射到模具表面，然后压实固化。
这种工艺在一定程度上提高了生产效率，减少了劳动强度，并且能够制造较为复杂形状的制品。
然而，喷射成型的制品纤维含量相对较低，力学性能可能不如其他工艺制造的产品。
模压成型是一种高效、高精度的复合成型工艺。
将预浸料或预混料放入加热的模具中，在一定的压力和温度下使其固化成型。
模压成型制品的尺寸精度高、表面质量好、力学性能优良，适用于大批量生产。
但模具成本较高，且对于复杂形状的制品成型难度较大。
缠绕成型主要用于制造圆柱形或球形的复合材料制品。
纤维束或纤维带在控制张力的情况下，按照一定的规律缠绕在芯模上，同时涂覆树脂并固化。
缠绕成型的制品具有较高的纤维含量和良好的轴向力学性能，常用于制造管道、储罐等产品。
不过，该工艺对于制品形状的局限性较大，只能生产回转体类制品。
拉挤成型是一种连续生产的工艺。
将连续纤维通过树脂浸润槽，然后在牵引装置的作用下，经过加热模具固化成型。
拉挤成型的制品具有恒定的截面形状，力学性能好，生产效率高，适用于制造各种型材，如工字梁、槽钢等。
复合材料成型工艺与特点
第五章复合材料成型工艺与特点5.1 手糊、喷射成型技术与特点5.1.1 手糊成型技术与特点1) 手糊成型原理手糊成型工艺是树脂基复合材料生产中最早使用和应用普遍的一种成型方法，它是指将纤维浸渍树脂后手工地铺层在模具上，黏结在一起然后固化的成型工艺。
手糊成型技术很少受制品形状及大小的限制，模具费用低，对于那些品种多、生产量小的大型制品，手糊成型技术是非常适合的。
2) 手糊成型工艺的原材料手糊成型工艺所用的原材料包括：增强材料、树脂和辅助材料。
（1）增强材料手糊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。
其中常用的玻璃纤维增强材料有以下几种：无捻粗纱、无捻粗纱布、加捻布、短切玻璃纤维毡、玻璃纤维织物。
（2）基体材料手糊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。
在手糊成型技术中，最常用的是不饱和聚酯树脂，其次是环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂，乙烯基树脂等也有少数应用。
（3）辅助材料接触成型工艺中的辅助材料，主要是指填料和色料两类，而固化剂、稀释剂、增韧剂等，归属于树脂基体体系。
3)模具及脱模剂（1）模具模具是各种接触成型工艺中的主要设备。
模具的好坏，直接影响产品的质量和成本，必须精心设计制造。
设计模具时，必须综合考虑以下要求：①满足产品设计的精度要求，模具尺寸精确、表面光滑；②要有足够的强度和刚度；③脱模方便；④有足够的热稳定性；⑤重量轻、材料来源充分及造价低。
模具材料应满足以下要求：①能够满足制品的尺寸精度，外观质量及使用寿命要求；②模具材料要有足够的强度和刚度，保证模具在使用过程中不易变形和损坏；③不受树脂侵蚀，不影响树脂固化；④耐热性好，制品固化和加热固化时，模具不变形；⑤容易制造，容易脱模；⑥昼减轻模具重量，方便生产；⑦价格便宜，材料容易获得。
- 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、"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、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)。
喷射成型工艺的发展
• 喷射成型是为改进手糊成型而创造的一种 半机械化成型工艺. 目前喷射成型在各种成型方法中所占比重 很大,美国占27%，日本占16%，用以制造 汽车车身、船身、浴缸、异形板、机罩、 管道与贮罐的过渡层等.
目前国内用的喷射成型机主要是从美国进口。
喷射成形工艺流程
玻璃纤维无捻粗纱 聚酯树脂 加热 模具
引发剂
促进剂
静态混合
切割喷枪
喷射成型
辊压
脱模
固化
喷射成型的分类
按照胶液喷射动力可以分为: 气动型 液压型 按照胶液混合形式可以分为: 内混合型 外混合型 先混合型
• 气动型是空气引射喷涂系统，靠压缩空气 的喷射将胶液雾化并喷涂到芯模上。 • 缺点：部分树脂和引发剂烟雾被压缩空气 扩散到周围空气中，因此这种形式已很少 使用了。 • 液压型是无空气液压喷涂系统。靠液压将 胶液挤成滴状并喷涂到模具上。 • 优点：因为没有压缩空气喷射造成的扰动， 所以没有烟雾，材料浪费少。
复合材料手糊成型工艺 ——喷射成型
• 手糊成型按成型固化压力可分为两类：接 触压和低压（接触压以上）。前者为手糊 成型、喷射成型。后者包括对模成型、袋 压成型、热压釜成型以及树脂传递模塑 （RTM）和反应注射模塑（RIM）成型等。
喷射成型定义
• 将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从 喷枪两侧（或是在喷枪内混合）喷出，同 时将切断的玻纤无捻粗纱，由喷枪中心喷 出，使其与树脂均匀混合，沉积到模具上， 当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤 维浸透树脂，排除气泡，固化后成制品。
• • • •
• • • • •
喷射成型的优点： ①用玻纤粗纱代替织物，可降低材料成本； ②生产效率比手糊的高2～4倍； ③产品整体性好，无接缝，层间剪切强度高，树 脂含量高，抗腐蚀、耐渗漏性好； ④可减少飞边，裁布屑及剩余胶液的消耗； ⑤产品尺寸、形状不受限制。 其缺点为：①树脂含量高，制品强度低； ②产品只能做到单面光滑； ③现场污染大，有害工人健康。
• 内混合型是将树脂和引发剂分别送到喷枪头部的紊流混合 器充分混合。 • 优点：引发剂不与压缩空气接触，不产生引发剂蒸汽。 • 缺点：喷枪易堵，必须用溶剂及时清洗。 • 外混合型是引发剂和树脂在喷枪外的空气中相互混合。 • 缺点：由于引发剂在同树脂混合前必须先与空气接触，而 引发剂又容易挥发，因此既浪费材料又引起环境污染。 • 先混合型是将树脂、引发剂和促进剂先分别送至静态混合 器充分混合，然后再送至喷枪喷出。
喷枪
喷射设备
喷射现场