复合材料技术
复合材料工艺及设备最新版资料
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复合材料工艺及设备最新版资料复合材料是一种由两种或多种不同材料组成的材料系统,其具有优异的性能和多样化的应用。
复合材料工艺及设备是指用于制造复合材料的特定工艺和设备。
随着科技的不断发展,复合材料工艺及设备也在不断更新和改进。
目前,复合材料工艺及设备的最新进展主要集中在以下几个方面:1.纤维制备技术:纤维是组成复合材料的重要组成部分,纤维的质量和性能直接影响到最终复合材料的性能。
目前,最新的纤维制备技术主要包括原丝制备和纤维处理两个方面。
原丝制备技术主要包括熔融纺丝、湿法纺丝、气体传送纺丝等。
纤维处理技术主要包括表面改性、涂覆等。
2.树脂基体制备技术:树脂是复合材料中的粘结剂,树脂基体的制备技术对复合材料的性能也有重要影响。
最新的树脂基体制备技术主要包括树脂合成、树脂改性、树脂成型、树脂固化等。
3.复合材料成型技术:复合材料的成型技术主要包括手工成型、预浸法成型、自动化成型等。
最新的成型技术主要是指自动化成型技术,该技术利用机器人、控制系统等设备实现复合材料的快速、精确成型,大大提高了生产效率和产品质量。
4.复合材料加工技术:复合材料的加工技术是指对成型的复合材料进行切割、钻孔、铣削、拼接等工艺操作。
最新的加工技术主要包括超声波加工、激光加工、高速切削等,这些技术具有高效、精确、无损等特点。
5.复合材料性能测试技术:复合材料的性能测试是评价复合材料性能的重要手段。
最新的性能测试技术主要包括机械性能测试、热学性能测试、电学性能测试等。
其中,非接触式测试技术和多参数测试技术是目前研究的热点。
随着复合材料的广泛应用,对复合材料工艺及设备的需求也越来越高。
未来的发展方向主要包括提高工艺及设备的自动化水平,提高产品质量和生产效率;开发环保型的工艺和设备,减少对环境的污染和能源的消耗;开展附加值高的复合材料产品的研发和生产。
总结起来,复合材料工艺及设备的最新进展主要包括纤维制备技术、树脂基体制备技术、复合材料成型技术、复合材料加工技术和复合材料性能测试技术。
建筑材料的新型复合技术有哪些
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建筑材料的新型复合技术有哪些在建筑领域,材料的性能和质量往往决定着建筑物的安全性、耐久性以及功能性。
随着科技的不断进步,新型复合技术为建筑材料带来了更多的可能性和创新空间。
一种常见的新型复合技术是纤维增强复合材料(FRP)与传统建筑材料的复合。
FRP 具有高强度、高弹性模量和耐腐蚀性等优点。
将FRP 与混凝土复合,可以显著提高混凝土结构的抗拉强度和抗裂性能。
例如,在桥梁建设中,FRP 筋可以替代部分钢筋,减轻结构自重的同时,增强桥梁的承载能力和耐久性。
纳米技术在建筑材料复合中的应用也日益受到关注。
通过在建筑材料中添加纳米粒子,如纳米二氧化硅、纳米碳酸钙等,可以改善材料的微观结构和性能。
纳米粒子能够填充材料中的微小孔隙,提高材料的密实度和强度。
同时,纳米技术还可以赋予建筑材料自清洁、抗菌等新的功能。
比如,在涂料中添加纳米二氧化钛,能够利用其光催化作用分解有机物,使建筑物表面保持清洁。
聚合物改性技术也是重要的新型复合手段之一。
聚合物如聚乙烯、聚丙烯等可以与水泥、沥青等材料复合。
聚合物的加入可以提高材料的柔韧性、抗渗性和抗老化性能。
在道路工程中,聚合物改性沥青能够减少路面裂缝的产生,提高路面的使用寿命和行车舒适性。
相变材料(PCM)与建筑材料的复合是实现建筑节能的有效途径之一。
PCM 能够在温度变化时发生相变,吸收或释放大量的热量。
将PCM 与墙体材料、保温材料复合,可以调节室内温度,减少空调和采暖的能耗。
例如,在夏季,PCM 吸收室内多余的热量,降低室内温度;在冬季,PCM 释放储存的热量,提高室内温度的稳定性。
此外,还有生物质材料与传统建筑材料的复合技术。
生物质材料如木材纤维、秸秆等具有可再生、环保的特点。
将其与水泥、石膏等复合,可以制备出轻质、保温、环保的建筑材料。
这种复合技术不仅降低了建筑材料的生产成本,还减少了对不可再生资源的依赖,符合可持续发展的要求。
在金属材料领域,层状复合技术也取得了一定的进展。
复合材料加工技术与应用
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复合材料加工技术与应用随着科技的进步,复合材料作为一种新型材料在各个领域中得到了广泛应用。
其具有轻量、高强度、耐腐蚀、绝缘、隔热等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑、体育器材等领域中。
而复合材料的加工技术则也成为推动其应用发展的重要支撑。
一、复合材料的加工技术复合材料的加工技术包括了模压法、自动化机器人技术、热压成型、注塑成型等多种方法。
模压法是一种广泛采用的复合材料加工方法,其工艺流程包括了预制膜层、热固化树脂、纤维和增强剂四个步骤,最后通过模具将这些原材料固定在一起进行固化。
而自动化机器人技术则可以实现对复合材料的自动化生产,其中机器人伺服可以精确控制成型过程中的压力、温度、速度等因素,达到更高的成型精度。
热压成型则适用于制造复杂的薄壁部件,在高温和压力下,将树脂与纤维完全浸润,从而实现加固增强。
注塑成型适合于定量制造方法,将粘稠的高分子复合材料加热到塑态后注入模板、冷却、排出成型制品等。
二、复合材料的应用复合材料的应用领域丰富多样,特别是其在航空航天领域中的应用广泛。
复合材料具有轻量、高强度、耐腐蚀等优点,可以大幅减轻飞机自身重量,提高飞机性能,降低飞机能耗。
同时,在汽车制造领域中,复合材料的应用能够实现地球友好型设计,使经济性、环保性和性能之间的平衡更加优化。
在建筑领域中,复合材料的应用可以改善建筑结构的强度和耐久性。
三、未来复合材料加工技术的趋势未来的复合材料加工技术将主要围绕着快速成型、非接触加工、精细加工、智能化、柔性生产等方向进行发展。
快速成型技术将逐渐发展出用于复合材料无纸化打印技术、快速切割与铣削技术等,这些新技术可以大幅提高复合材料制造的效率和精度。
非接触式加工技术将更好地解决高精度薄壁零件加工难题。
智能化生产技术则将实现复合材料加工的自动化和智能化,提高生产效率,降低人工纰漏率。
柔性生产则将更好地复合材料制造工艺的灵活度和响应能力,更好地应对客户需求的变化。
综上所述,复合材料加工技术是推动复合材料应用发展的重要支撑,未来复合材料加工技术的发展方向将更加智能、高效、绿色、柔性等,对于提高复合材料在多个领域的应用水平具有重要的促进作用。
复合材料技术的研究现状与发展趋势
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复合材料技术的研究现状与发展趋势复合材料技术在过去几十年中有了较大的发展,创造了大量的应用场景,也极大地推动了相关行业的进步。
本文将从研究现状以及未来的发展趋势两个方面来探讨复合材料技术的发展。
一、研究现状1.复合材料的定义复合材料是指将两种或两种以上不同材料结合在一起所形成的材料,通过对其进行复合,可以有效提高其力学性能和其他性能指标。
2.制造复合材料的方法目前制造复合材料的方法有很多种,其中最常见的方法是:手工铺层法、机器成型、自动复合机材法、自动纺织机法等。
每种方法都有其特点和适用范围。
3.复合材料的应用复合材料的应用领域非常广泛,如航空航天、汽车、船舶、建筑、电子等领域。
例如,碳纤维复合材料被广泛应用于航空领域中,可以制作轻量化的飞行器部件,如机翼、尾翼、机身等。
4.复合材料的优缺点复合材料具有较高的强度、刚度和韧性,同时还具有重量轻、易成型、良好的耐腐蚀性等优点,因此得到了广泛的应用。
但是,相对于传统材料来说,复合材料的成本较高,并且其开发和制造过程中还存在一些技术难点。
二、发展趋势1.材料的多样化和复合材料的集成在未来的发展趋势中,复合材料材料的多样化和复合材料的集成将是其中的关键点。
由于不同的材料具有不同的特性,因此它们可以用于不同的应用领域。
例如,钛合金和钢可以用于制造大型飞行器,而纤维素和树脂可以用于制造家具和纸质制品。
2.制造过程的自动化和数字化制造过程的自动化和数字化也是未来发展的重要方向。
通过在制造过程中引入自动化和数字化技术,如3D打印技术,可以提高制造效率和质量,同时降低成本。
3.绿色复合材料的开发随着环保意识的不断提高,绿色复合材料的开发也将成为一个重要的方向。
目前已有一些绿色复合材料得到了广泛应用,如生物基复合材料和可降解的聚酯复合材料等。
这些材料既具有较高的性能,又能够快速降解,并对环境产生较小的污染。
4.应用领域的扩大未来,复合材料的应用领域也将不断扩大。
例如,目前一些复合材料已经被用于制造电池、太阳能电池板和医疗器械等领域。
《复合材料制备技术》材料
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《复合材料制备技术》材料复合材料是由两种或两种以上的成分组合而成的材料,可以具有优良的力学性能、热性能、电性能、化学性能等特性。
复合材料制备技术是指将不同的材料组合在一起,并通过一系列工艺流程形成所需的材料结构的技术。
复合材料的制备技术包括以下几个方面:1.基础材料选择:选择合适的基础材料是制备复合材料的关键。
常见的基础材料包括纤维材料(如碳纤维、玻璃纤维等)、基体材料(如树脂、金属等)和填料(如颗粒、纳米材料等)。
基础材料的选择应根据实际应用需求和成本考虑。
2.界面控制技术:界面是不同材料相互接触的部分,对于复合材料的性能起到至关重要的作用。
界面控制技术包括表面处理、增容剂使用等方法,可以改善复合材料的界面结合力、界面稳定性和耐久性。
3.成型技术:成型是指将基础材料组合成复合材料的过程。
常见的成型技术包括激光烧结、注塑、层压、热压和挤压等。
不同的成型技术适用于制备不同形状、尺寸和厚度的复合材料。
4.热处理技术:热处理是指通过控制复合材料的温度,改变其内部结构和性能的技术。
热处理技术包括烧结、退火、淬火等,可以改善复合材料的密实性、晶化度和力学性能。
5.表面修饰技术:表面修饰是在复合材料的表面涂覆一层特定的材料,以改善其表面性能和功能。
常见的表面修饰技术包括涂覆、溅射、镀膜等,可以改善复合材料的耐磨性、耐腐蚀性和导电性等。
6.检测和评估技术:复合材料在制备过程中需要进行质量检测和性能评估。
常见的检测和评估技术包括扫描电镜、红外光谱、拉伸试验、热重分析等,可以评估复合材料的成分、结构和性能。
复合材料制备技术的发展对于提高材料性能、降低材料成本、拓宽材料应用领域具有重要意义。
随着科学技术的不断进步,复合材料制备技术也在不断发展。
未来,随着纳米技术、生物技术、3D打印等新技术的应用,复合材料的制备技术将会更加精密、高效和可持续。
先进复合材料成型技术
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先进复合材料成型技术
先进复合材料成型技术是指利用先进的工艺和技术手段将复合材料制备成所需形状和尺寸的过程。
其中,复合材料是由两种或两种以上的材料组成的,以得到更优异性质或性能的材料。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料、层状复合材料和粉末冶金复合材料等。
在先进复合材料成型技术中,主要的方法包括:
1. 压缩成型:将复合材料放入模具中,通过外部力作用使其成型。
该方法适用于具有规则形状的产品,如板材、棒材等。
2. 注塑成型:将复合材料加热至熔融状态后,通过注射机将其注入模具中,冷却后成型。
该方法适用于复杂形状的产品,如壳体、零件等。
3. 叠层成型:将预浸料或干预浸料的纤维层堆叠在一起,然后通过热压或自动化的机械压力系统将其热固化成型。
该方法适用于大型、高强度的复合材料制品。
4. 旋压成型:将预浸纤维绕在模具的表面,然后通过加热和压缩使其固化成型。
该方法适用于中小型、复杂形状的产品制造。
5. 真空吸塑成型:将预先加热的塑料片放置在模具上,然后通过真空吸取空气使其紧贴模具表面,冷却后成型。
该方法适用于薄壁、透明或有特殊形状的产品。
这些先进复合材料成型技术在航空航天、汽车、建筑等领域有广泛应用,可大幅提高产品的强度、刚度和耐用性。
先进金属复合材料成形技术
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先进金属复合材料成形技术
先进金属复合材料成形技术是指利用先进的工艺和设备对金属复合材料进行成形加工的技术。
金属复合材料是由金属基体和增强材料(如纤维增强材料)组成的复合材料。
相比于传统的单一金属材料,金属复合材料具有更高的强度、刚度和耐热性能。
然而,由于其复杂的结构和成分,金属复合材料的成形加工相对困难。
先进金属复合材料成形技术主要包括以下几个方面:
1. 粉末冶金成形技术:通过将金属粉末与增强材料混合,然后经过高温和高压的成形过程,使其熔合并固化成型。
这种成形技术适用于复杂形状和大尺寸的金属复合材料制品。
2. 金属复合材料锻造技术:利用锻机对金属复合材料进行锻造成型。
锻造可以改变材料的内部组织结构和形状,从而提高其力学性能和耐热性能。
3. 金属复合材料挤压技术:通过在金属复合材料中施加高压,使其通过模具的通道流动并成形。
挤压成形技术适用于长条形的金属复合材料制品。
4. 金属复合材料注射成型技术:利用注射机将金属复合材料融化后注入模具中进行成型。
注射成型技术可以制造出高精度和复杂形状的金属复合材料制品。
以上是几种常见的先进金属复合材料成形技术,通过这些技术的应用,可以制造出更高性能、更复杂的金属复合材料制品,满足不同领域对于材料强度和耐热性能的要求。
复合材料的制造技术和应用
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复合材料的制造技术和应用近年来,复合材料在各个领域中的应用越来越广泛,成为工业领域的一项重要技术。
复合材料是一种由两种或两种以上不同种类的材料复合而成的新型材料,具有很好的物理性能和机械性能。
下面将从制造技术和应用两方面来详细介绍复合材料。
一、复合材料的制造技术复合材料的制造技术种类繁多,主要包括手工制作、压塑、注塑和自动化制造。
1.手工制作手工制作是最简单的一种制造技术,主要适用于小型的复合材料制品的生产。
利用人工将复合材料制品逐步制作而成。
这种方法的好处在于工具简单,能够节省一部分生产成本。
2.压塑压塑是一种主要适用于大型的复合材料制品的生产。
与手工制作相比,它具有更高的效率,可以大量生产相同尺寸的制品。
压塑的过程需要先将树脂和被强化材料固化在一起,随后把这个材料片放入压力机中,在高温下进行热压处理。
这样的操作既能保证复合材料固化的程度,还能确保材料的厚度与密度的均匀性。
3.注塑注塑是一种先进的复合材料制造技术。
这种方法适用于制作异形及精密方法等需要高精度的产品,如桥梁、飞机和汽车等。
制造工艺是在高温下将树脂和被强化材料混合,然后将其注塑到模具中,在压力和温度下进行变形。
这个过程可以使复合材料被铸造成为具有良好机械性能和高耐用性的成品。
4.自动化制造自动化制造技术被广泛应用于大型企业中。
这种方法利用机械化设备,对复合材料的生产制造进行自动化处理。
同样的,这个过程可以确保高品质的制品。
它通常使用在生产复材船体、飞机翼和汽车车架等大型复合材料制品。
二、复合材料的应用复合材料适用于广泛的应用领域,包括汽车、航天、建筑、体育设备和船舶等。
1.汽车工业在汽车制造中,复合材料被用来制造一些轻型件,如车顶、车身和车门等。
复合材料的轻量化和高强度的特性可以获得更好的动力输出效果,使得汽车更加经济和环境友好。
2.航天工业复合材料在航天工业中的应用领域也很广泛。
它们可以用于制造火箭、卫星和飞机部件等。
复合材料具有轻重比优良和耐高温性能特性,在航空航天领域中能够更加突出 advantages。
道路施工中的复合材料应用技术
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道路施工中的复合材料应用技术随着城市化进程的加速,道路建设已成为城市建设中不可或缺的环节。
与此同时,国家对于交通行业也提出了越来越高的要求,如要求道路的安全性、耐久性、环保性等多方面指标得到提高。
因此,对于建设优质道路,必须采用一些先进的技术,而复合材料就是一种应用广泛的技术。
本文将探讨复合材料在道路施工中的应用技术。
一、复合材料的种类复合材料是指由两种或多种不同的材料组成,通过化学或机械方式结合起来的一种新型材料。
在道路施工中,应用比较广泛的复合材料有以下几种:1.玻璃纤维复合材料玻璃纤维复合材料是以玻璃纤维为增强材料,树脂为基体材料,通过化学反应或其他方法使其连为一体,形成的一种新型材料。
这种材料具有强度高、重量轻、耐腐蚀、耐磨损等优点,被广泛应用于道路施工中。
2.碳纤维复合材料碳纤维复合材料是以碳纤维为增强材料,树脂为基体材料,通过化学反应或其他方法使其连为一体,形成的一种新型材料。
这种材料具有重量轻、强度高、抗腐蚀、电磁屏蔽等优点,适用于高速公路路面等建筑物的修建。
3.生态复合材料生态复合材料是以天然植物纤维为增强材料,树脂为基体材料,通过化学反应或其他方法使其连为一体,形成的一种新型绿色材料。
这种材料既可以满足道路施工的强度要求,又可以达到绿色环保的目的。
二、复合材料在道路施工中的应用1.道路隔音板道路施工时,为了避免噪音对周围居民的影响,可以使用玻璃纤维复合材料制成的道路隔音板。
这种隔音板不仅可以吸收噪音,还能够达到防腐蚀的目的,使隔音板的使用寿命更加长久。
2.修复路面在道路施工中,路面的破损是很常见的问题。
一些坑洼和裂缝会给交通带来很大的不便,甚至会危及到行车安全。
而使用碳纤维复合材料修复路面可以起到一定的加固和防止裂缝扩大的作用,且碳纤维复合材料使用寿命更长,可以降低修复频率,减小道路维护成本。
3.防护设施道路施工完工后,需要安装多种防护设施,将道路交通事故的伤害降到最低。
生态复合材料可以用于制造灯杆、防撞护栏等防护设施,既美观又实用,且具有防腐蚀、防紫外线等多种特性,使其在道路防护设施领域得到了广泛的应用。
复合材料的成型工艺
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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。
复合材料界面分析技术
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复合材料界面分析技术简介复合材料是由两种或多种不同组分组成的新材料,其界面是影响复合材料性能的关键因素之一。
复合材料界面分析技术是一种研究复合材料界面特性和相互作用的方法,该技术可以帮助科学家和工程师深入了解复合材料界面的结构、性质和失效机理,从而改进复合材料设计和应用。
表面分析技术1.扫描电子显微镜(SEM)–SEM是一种常见的界面分析技术,通过扫描样品表面的电子束,可以获取高分辨率的表面形貌信息,以及界面的形貌特征、粗糙度和孔隙度等参数。
–SEM还可以结合能谱分析技术(EDS)进行元素分析,从而了解不同相的分布情况以及界面处元素的交互作用。
2.X射线光电子能谱(XPS)–XPS是一种表面分析技术,可以获得化学计量比和能态信息,用于表征复合材料界面的化学成分和界面能态特性。
–XPS可以通过改变束流能量和角度,分析不同深度处的界面化学成分。
3.傅里叶变换红外光谱(FTIR)–FTIR可以用于分析复合材料界面的化学成分和功能团,从而研究界面的相互作用机制和性能调控方式。
–FTIR还可以通过差示扫描量热仪(DSC)等技术,研究界面反应的热性质和动力学。
界面力学性能测试技术1.力学性能测试–拉伸试验、弯曲试验等是常见的检测界面力学性能(如粘结强度、界面剪切强度等)的方法,可以评估复合材料界面的耐久性和力学强度。
2.微纳力学测试技术–原子力显微镜(AFM)可以测量复合材料界面的力-位移曲线,用于评估界面的强度和粘附力。
–AFM还可以进行纳米压痕测试,研究复合材料界面的硬度、弹性模量等力学性能。
3.界面失效分析–界面失效是复合材料在使用过程中的常见问题,界面失效分析技术可以帮助确定界面破坏机理和失效形式,从而指导提升界面的耐久性和可靠性。
–最常用的界面失效分析技术包括断口分析、断裂力学分析和失效模式分析等。
数值模拟方法复合材料界面分析技术不仅包括实验方法,还有数值模拟方法。
通过建立界面模型和适当的界面模型参数,可以对复合材料界面的结构和性能进行预测和优化。
复合材料新技术新材料新装备
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复合材料新技术新材料新装备复合材料是由两种或更多种不同材料组合而成的材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
随着科技的不断进步,复合材料领域也迎来了新的技术、新的材料和新的装备,不断推动着行业的发展。
新技术方面,纳米技术的应用成为了复合材料领域的重要突破。
通过在复合材料中加入纳米材料,可以极大地改善材料的力学性能、导热性能和电磁性能等。
例如,将纳米碳管引入复合材料中可以大幅提高材料的强度和刚度,使其具备更好的抗冲击性能和耐磨性能。
同时,纳米氧化物的应用也可以显著提高复合材料的导热性能,使其在高温环境下具备更好的热稳定性。
新材料方面,碳纤维复合材料的研发和应用成为了复合材料领域的热点。
碳纤维具有重量轻、强度高、刚度大等优点,是一种理想的结构材料。
近年来,随着碳纤维生产工艺的改进和成本的降低,碳纤维复合材料在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。
与传统金属材料相比,碳纤维复合材料不仅重量轻,还具有更好的抗腐蚀性和疲劳寿命,可以大幅提升产品的性能和使用寿命。
新装备方面,3D打印技术的兴起为复合材料的制造带来了革命性的变化。
传统的复合材料制造过程中,需要通过层层叠加、压制和热处理等繁琐的工艺才能得到最终产品。
而3D打印技术可以直接将复合材料按照设计要求一次性打印成型,大大提高了生产效率和产品质量。
同时,3D打印技术还可以实现复合材料结构的精确控制和个性化定制,为产品的创新和应用提供了更多可能性。
复合材料新技术、新材料和新装备的不断涌现,为行业的发展带来了新的机遇和挑战。
我们相信,随着科技的进一步进步,复合材料将在更多领域展现出其独特的优势和潜力,为人类带来更多的惊喜和改变。
复合材料制备工艺
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用作基体材料的树脂以热固性树脂为 主,要求树脂的粘度低和适用期长等。
大量使用的基体材料有不饱和聚酯树 脂和环氧树脂等。
在拉挤成型工艺中,目前常用的方法如热 熔涂覆法和混编法。
热熔涂覆法是使增强材料通过熔融树脂, 浸渍树脂后在成型模中冷却定型;
混编法中,首先按一定比例将热塑性聚合物 纤维与增强材料混编织成带状、空芯状等几何形 状的织物;
由于模压制品质量可靠,在兵器、飞机、导 弹、卫星上也都得到应用。
3. 层压成型工艺
层压成型工艺,是把一定层数的浸胶布(纸) 叠在一起,送入多层液压机,在一定的温度和压 力下压制成板材的工艺。
层压成型工艺属于干法压力成型范畴,是复 合材料的一种主要成型工艺。
层压成型工艺生产的制品包括各种 绝缘材料板、人造木板、塑料贴面板、 覆铜箔层压板等。
最常用的树脂是在室温或稍高温度下即可 固化的不饱和聚酯等。
喷射法使用的模具与手糊法类似, 而生产效率可提高数倍,劳动强度降低, 能够制作大尺寸制品。
用喷射成型方法虽然可以制成复杂 形状的制品,但其厚度和纤维含量都较 难精确控制,树脂含量一般在60%以上, 孔隙率较高,制品强度较低,施工现场 污染和浪费较大。
然后,在一定压力作用下加热固化成 型(热压成型)或者利用树脂体系固化时 放出的热量固化成型(冷压成型),最后 脱模得到复合材料制品。其工艺流程如下 图所示:
模具 准备
树脂胶 液配制
增强材 料准备
涂脱模剂
手糊成型
固化
脱模
手糊成型工艺流程图
制品 检验 后处理
为了得到良好的脱模效果和理想 的制品,同时使用几种脱模剂,可以 发挥多种脱模剂的综合性能。
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。
复合材料的技术和创新

复合材料的技术和创新作为一种新型的材料,复合材料近年来在各个领域都得到了广泛的应用。
这一材料的出现,不仅为现代工业技术的发展提供了更加丰富的选择,同时也带来了更高的可靠性、更强的性能与更优的性价比。
而在这一领域的技术和创新方面,则是需要借助领先的研发技术、制造工艺和合成技能,以满足不断增长的需求和更高的标准。
I. 复合材料的定义和特点复合材料是由两种或两种以上的不同材料,在微观和宏观上相互交织、或采用互为补充的方式组合成的新的一类材料。
这些材料的组成成分可以是金属、聚合物、纤维以及陶瓷等,采用复合材料的显著特点则包括了高强度、高模量、高韧性和高耐腐蚀性等。
与传统的单材料材料相比,复合材料还具有更高的比强度和比刚度:即在同样重量或体积下,能够承受更高的负载和更高的应力。
II. 复合材料的制造工艺虽然复合材料的性能和特点已经得到了广泛的认可,但是其制造工艺和研发技术仍然是复杂和高难度的。
在常见的复合材料制造流程中,包括了分散和混合、预制件加工、树脂浸渍和成型、固化和后续加工等若干个步骤。
其中,分散和混合的步骤一般是在一定的工艺条件下,将不同的材料分别加工或加工成小颗粒或小片状,再在作为基底的母板上进行均匀分布和混合。
在预制件加工的阶段,需要通过加热等方式将合成的复合材料进行加工,并制成所需要的形状。
这一步骤的关键在于协调复合材料的结构性和硬度,并保证其能够在随后步骤中具有必要的机械性能和形状。
在树脂浸渍和成型的环节中,需要将预制件沉浸于合适的树脂溶液中,然后通过一定的成型模具来使其变形固化。
这一步骤中,树脂溶液的选择和模具的设计等都至关重要,直接影响到复合材料的后续应用性能和成型完整性。
在固化和后续加工的过程中,需要将复合材料从模具中取出进行烘干、切割、研磨、打磨等操作,以达到其所需的工程要求和设计目的。
III. 复合材料的应用领域复合材料在各种行业和行业中均得到了广泛的应用。
例如,在航空航天和军事领域,复合材料以其高强度、高刚度、优良的防护性能和低密度等优点,得到了广泛的应用,成为现代航空发展的关键材料。
复合材料科学与技术
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复合材料科学与技术
1、什么是复合材料?
复合材料是由两种或两种以上具有不同化学成分和物理结构的材料在一定方式
下加工制成的一种新型材料。
2、复合材料的特点是什么?
复合材料的特点是具有优异的机械性能、化学性能、热性能、耐腐蚀性等多种性能优势,同时也具有轻质、高强度、高刚度等优点。
3、复合材料的应用领域有哪些?
复合材料广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑、医疗等领域。
在航空航天业中,复合材料因其轻质高强的特点被广泛应用于机体结构的制造中。
4、复合材料的加工工艺有哪些?
复合材料的加工工艺主要包括手工层叠法、RTM工艺、自动化生产工艺等多种形式,不同加工方式会影响到制品的质量及性能。
5、未来复合材料的发展趋势是什么?
未来复合材料的发展趋势是受到环保限制的资源替代,加速材料科技人才的培育,以及自动化、数字化和智能化生产等因素的影响,有望实现复合材料的数字化设计、一体化制造、精细化管理等特点。
热处理中的复合材料热处理技术
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热处理中的复合材料热处理技术热处理是一种常见的材料改性技术,可以有效地提高材料的性能。
而在热处理领域中,复合材料的热处理技术一直是研究的热点之一。
本文就从复合材料的定义、种类及其应用领域入手,对复合材料的热处理技术进行了阐述,同时对当前热处理领域的技术进展进行了展望。
一、复合材料的定义复合材料是指由两种或两种以上的不同材料组成的材料。
它们的组成方式可以是物理混合或化学反应。
复合材料的性能通常比单一材料更优越,具有很高的强度、刚度和韧度等性质,同时还能够满足不同应用的需求。
二、复合材料的分类根据不同材料的组合方式,复合材料可以分为三类:1. 均质复合材料均质复合材料是由两种或以上的材料在分子或原子水平上相结合而成的材料。
这类材料通常具有很高的机械性能和化学稳定性,其应用范围非常广泛。
2. 非均质复合材料非均质复合材料是由两个或以上的材料以物理或化学方法结合而成的材料。
这种材料具有较高的韧性、塑性和耐冲击性,适用于需要曲率、弯曲和旋转等的各种应用领域。
3. 层状复合材料层状复合材料是由两个或多个材料层堆积而成的材料。
这种材料具有很强的刚性和强度,可应用于飞机、汽车、建筑和航天等领域。
三、复合材料的热处理技术复合材料的热处理技术通常分为两种:热固化处理和热稳定化处理。
1. 热固化处理热固化处理是指将复合材料在高温下固化的过程。
一般来说,这个工艺是在室温或低温条件下将树脂涂到材料上,并在高温条件下进行加热和固化,从而获得所需的力学性能。
在这个过程中,除了温度和时间,还需要控制压力和湿度等因素,以确保材料具有所需的性能。
热固化处理应用很广泛,尤其是在航空、航天、汽车和电子设备等领域。
在某些情况下,这种工艺可以大大提高复合材料的高温性能、强度和刚度。
2. 热稳定化处理热稳定化处理是指将含有热敏性物质的复合材料在低温下暴露一段时间,使其含有的杂质和其他不稳定因素得到去除的过程。
这个过程主要是通过控制温度和时间来实现的。
复合材料的成型工艺与技术创新
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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。
复合材料及其成型技术
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1.什么是复合材料?简述复合材料的特点与应用。
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的机械工程材料。
各种组成材料在性能上能互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料,从而满足各种不同的要求。
复合材料的组成包括基体和增强材料两个部分。
复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。
其特点是比重小、比强度和比模量大。
例如碳纤维与环氧树脂复合的材料,其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍,还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。
石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。
纤维增强材料的另一个特点是各向异性,因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。
以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料,在500℃时仍能保持足够的强度和模量.碳化硅纤维与钛复合,不但钛的耐热性提高,且耐磨损,可用作发动机风扇叶片.碳化硅纤维与陶瓷复合,使用温度可达1500℃,比超合金涡轮叶片的使用温度(1100℃)高得多。
碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨,构成耐烧蚀材料,已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。
非金属基复合材料由于密度小,用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。
用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧,其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。
复合材料的成型方法按基体材料不同各异.树脂基复合材料的成型方法较多,有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。
金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。
前者是在低于基体熔点温度下,通过施加压力实现成型,包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。
后者是将基体熔化后,充填到增强体材料中,包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。
复合材料技术在航空领域中的应用
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复合材料技术在航空领域中的应用在当今世界,复合材料技术已成为了航空领域的重要组成部分。
复合材料技术指的是将两种或两种以上的材料按照一定比例混合在一起,从而形成具有新的特性的材料制品。
航空领域是复合材料技术的一个重要应用领域。
因为在这个领域中,材料的质量和性能决定着飞行器的性能。
而复合材料材料具有化学性能稳定,机械性能优异,和重量轻的特性,能够很好地满足航空领域对材料的要求。
复合材料技术在航空领域中最常用的是碳纤维复合材料。
碳纤维复合材料由碳纤维和树脂等组成,具有重量轻、强度高、弹性模量大、腐蚀性小、可塑性佳等特点。
因此,它们在航空领域中的使用越来越广泛。
1. 复合材料技术在飞机制造中的应用复合材料技术在飞机的制造过程中的应用越来越广泛。
在飞机的机身、机翼和尾翼等部位中,都使用了复合材料材料。
这些材料具有重量轻、强度高、振动小、半导体性质好等特点,在提高飞机性能的同时,还可以减轻机体重量,从而增加燃料效率,进一步提高飞机性能。
在民用航空领域中,空客公司使用了多种碳纤维复合材料制造A320和A340飞机的机身。
据悉,这种材料不仅重量轻,还强度高,能够耐受极端温度和湿度条件下的使用。
这在提高机身性能、减少燃料消耗的同时,还能够减少对环境的污染和能源的浪费。
2. 复合材料技术在航空发动机中的应用航空发动机是航空器的核心部件,其性能直接影响到航空器的性能。
由于航空发动机的工作环境十分复杂,因此对材料的要求也十分高。
复合材料在航空发动机的制造过程中的应用越来越广泛。
在航空发动机的燃烧室和叶轮等关键部位中,都使用了复合材料材料。
3. 复合材料技术在航空电子设备中的应用航空电子设备也是航空器中至关重要的一部分。
因为现代航空器需要使用大量的电子设备来完成各种任务。
在这些电子设备中,也广泛地使用了复合材料材料。
这是因为复合材料材料具有机械强度高、耐腐蚀性好、防电磁波干扰等优点,从而能够满足航空电子设备对材料的要求。
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航空预浸料- 热压罐工艺复合材料技术应用概况发布时间:2011-11-23 15:34:27先进复合材料自问世以来,由于其轻质、高强、耐疲劳、耐腐蚀等诸多优势,一直在航空材料领域得到重视。
随着近几十年来的发展,尤其是最近10年在大型飞机上井喷式的应用,先进复材料已经证明了其在未来航空领域的重要地位,它在飞机上的用量和应用部位也已经成为衡量飞结构先进性的重要标志之一[1] 如目前代表世界最先进战机的美国F-22 和F-35,其复合材料占机结构重量达到了26%(F-22 机身、机翼、襟翼、垂尾、副翼、口盖、起落架舱门;F-35 机身翼进气道、操纵面、副翼、垂尾),欧洲EF-2000 战机更是达到了35%~40%(机翼、垂尾、方向舵[2] ;民机领域的两大巨头波音和空客,在其最新型的大型客机波音787、A350XWB 机型中,大幅使用复合材料,分别达到50% 和52%[3],在机身主承力结构中,除一些特殊需要外,基本上实现了全复合材料化。
从当前的复合材料应用来看,航空复合材料具备以下几个方面的特点:在材料方面,飞主承力结构应用高韧性复合材料;在工艺方面,呈现出以预浸料- 热压罐工艺为主,积极开发液体成型工艺及其他低成本成型工艺的态势,对复合材料构件的制造综合考虑性能/ 成本因机[4]设计理念的广泛认知,复合材料已逐渐在主承力结构上站稳了脚跟,而且,为了进一步将复合材料的优点充分发挥,飞机结构设计越来越趋向于整体化和大型化。
复合材料在主承力结构上的应用技术是体现航空复合材料水平及应用程度的重要标志。
目前复合材料主承力构件仍是以预浸料- 热压罐工艺为主。
基于此,本文旨在介绍目前与航空预浸料- 热压罐工艺相关的复合材料技术。
主承力结构用预浸料1 高性能复合材料体系“计是主导,材料是基础,工艺是关键”[5]复合材料的制造技术与材料的发展息息相关。
航空预浸料-热压罐工艺高性能复合材料到目前已经历了3个阶段。
第一阶段的复合材料采用通用T300 级碳纤维和未增韧热固性树脂,具有明显的脆性材料特征,主要用于飞机承力较小的结构件。
第二善,应用范围扩大到垂尾、方向舵和平尾等部件。
第三阶段的复合材料为高韧性复合材料,其应用扩大到机材料应用于飞机主承力结构,波音公司首先提出了高韧性复合材料预浸料标准BMS8-276,概述了主承力结构复合材料性能目标,并提出采用冲击后压缩强度(CAI)作为合材料结构应用性能的评价指标。
据此波性能,要求碳纤维拉伸弹性模量提高30%、拉伸强度提高50%,同时,开发高抗分层能力的韧性树脂基体,以将复合材料结构设计许用应变提高到0.6%~0.8%。
1985 年NASA 发布RP1142 碳纤维/ 热固性韧性树脂复合材料标准规范。
1989 年中模/ 高强碳T800 达到波音公司碳纤维材料标准BMS9-17 要求,并与同期研发的180℃固化高韧性环氧树脂成的复合材料( 如T800H/3900-2)达到波音公司材料标准BMS8-276要求[6] 国外部分飞机主要复合材料结构设计选材见表1。
国内复合材料体系的发展也同样经历相应的阶段,目前已在韧性复材取得一定的成果。
国内外部分复合材料性能如表2、表3 所示。
2 预浸料工艺性随着预浸料-罐工艺在航空主承力复合材料结构上的应用,结构设计逐渐趋于大型化和整体化,其目的是为了更好地发挥复合材料的优势、降低成本和减轻重量。
但由此也带来了相关构件制造上的困难。
如过去热固性预浸料的固化过程需要吸胶,在预浸料升到一定温度并保持一段时间后才能对其施加压力,以保证制件的质量。
随着复合材料构件大型化和整体化程度的不断提升,其在热压罐内固化过程中的温度场分布也变得越来越不均匀,如还采用传统的保温再加压的固工艺,则难以保证预浸料加压带的要求,从而导致制件制造质量的下降和固化成型时间的增加。
为解决这一问题,需要改善预浸料本身的工艺特征,以适应复合材料结构变化所带来的新需求。
为此,国内外通过大量的研究,均已开发出多种可实现“零吸胶”、“常温加压”工艺的预浸料,从而保证了热压罐工艺复合材料制件的质量一致性,并减少了进罐时间。
国内开发的环氧树脂预浸料碳Ⅷ/BA9918 预浸料、碳Ⅶ/BA9916-II 预浸料、CCF300/BA9916-II 预浸料和双马树脂预浸料CCF300/QY9511、碳Ⅶ/QY9611,都可做到“零吸胶”、“常温加压”,部分预浸料已用于多个型号产品的生产。
航空复合材料主承力结构的预浸料- 热压罐成型工艺1 整体化成型工艺着复合材料结构设计的发展,考虑进一步减重和降低成本,航空复合材料主承力结构件已越来越倾向于使用整体化制造工艺,将多个构件一体化制造,以减少复合材料之间的装配连接。
目前,预浸料- 热压罐工艺的整体化制造技术可分为共固化、共胶接和二次胶接3 种方案。
每种均有各自的特点,因此需根据实际的结构和工艺要求来选择相应的整体化制造技术。
在整体化制造中,各构件之间连最为关键的环节,因为它往往是整个结构最为薄弱的环节。
如盒段整体结构中,相比,其弱点是承受面外载荷的能力较差,因此需要使用一些手段对该位置面外拉伸方向的性能进行加强。
从目前的研究来看,Z-PIN、缝合技术虽然能改善面外拉伸性能,但其对结构的面内力学性能有一定的影响。
针对整体化结构R 区的面外承载能力弱的特点,国内有关研究在这方面独辟蹊径,从提高材料性能的角度,开发了ZXC195、ZXC190、ZXC185 等系列增强芯材。
该类增强芯材主要通过改善整体结构中R 区材料的韧性,来提高整体结构接头的面外承载能力,因此对于该区域结构的面内性能没有任何影响。
目前,部分增强芯材已完成了相关整体化结构的工程应用,并取得了很好的应用效果[10] 。
2 各主承力结构成型工艺2.1 壁板类成型工艺复合材料壁板主要用于飞机尾翼、机翼和非筒体成型的机身。
该类结构主要由蒙皮和长桁组成。
由于复合材料结构设计经历过等代设计,早期复合材料制造的壁板通常是由各自成形好的蒙皮和长桁通过机械连接组装而成。
这样的方式增加了结构的自重,不能很好地发挥复合材料的优点。
随着复合材料整体化制造技术的出现,壁板类复合材料结构也逐渐摆脱了机械连接,实现了一体化制造。
其制造工艺方案主要有以下几类。
(1)蒙皮与长桁共固化。
分别铺叠蒙皮和长桁;通过模具工装将其组合在一起,接触面铺胶膜(或不铺胶膜);之后整体进热压罐完成共固化。
(2)蒙皮先固化,再与长桁共胶接。
先蒙皮固化;铺叠长桁,通过模具工装将其固定在已固化好的蒙皮上,接触面铺胶膜,之后进罐完成共胶接。
(3)长桁先固化,再与蒙皮共胶接。
先固化长桁,并进行必要的机加;铺叠蒙皮,通过模具工装将固化的长桁与其组装,接触面铺膜,之后进热压罐完成共胶接。
(4)二次胶接。
分别固化蒙皮和长桁;将长桁进行必要的加工;通过模具工装将蒙皮与长桁组装,接触面铺胶膜,之后进热压罐完成二次胶接。
(5)混合工艺。
该工艺主要用于结构复杂的壁板结构。
其制造工艺根据蒙皮和加筋的先后固化顺序分为多种工艺方案,统称为混合工艺。
图1 为采用混合工艺成型的国内某纵横向加筋机身壁板。
以上的壁板类制造工艺方案各自具有不同的优缺点,在实际的工艺方案制定时,设计人员需要考虑具体的情况和相应的工程经验,来选用不同的成型工艺。
2.2 大长细比长桁和C 形梁成型工艺在飞行器复合材料构件中,有一类大长细比的结构件,如机翼长桁、机翼C 形梁、机身长桁、机身地板梁等。
这类构件结构虽然相对简单,但却无法使用自动铺带设备直接铺叠出毛坯,如果用手工铺叠却又不能在成本和周期上满足批量生产的要求。
基于这类构件的结构特征,国内外工艺研发人员相继开发出了基于自动铺带技术的适用于大长细比构件的毛坯制备工艺。
(1)隔膜成型。
隔膜成型工艺是在欧洲推出的ALCAS 计划中,开发的一种用于加工飞机前梁的一种典型成型工艺方法。
隔膜成型原是一种为热塑性复合材料开发的成型工艺,后发现用于热固性复合材料具有很广泛的用途。
它具有成型过程中纤维不易滑动、不易产生皱褶的特殊功效,非常适于加工大型飞机机翼前梁的C 形截面[11]在近年推出的A400M 飞机的C 形前梁的毛坯制备采用了这种工艺方法。
需要指出的是,该工艺方法并非针对所有的预浸料都适用,相应的树脂应具有一定的流动性。
有资料表明,空客A350XWB 在选材中由于坚持选用三代增韧的M21E/IMA 预浸料,其所用树脂是用热塑性树脂韧化的,缺乏流动性,用隔膜成型较困难,因此只好用自动铺丝技术来完成[12] 。
(2)叠层滑移工艺。
叠层滑移工艺是国内研发的专用于大长细比构件的毛坯制备工艺。
该工艺首先将构件的复合材料模型进行平面展开,并可用自动铺带机铺叠展开后的平面毛坯。
将平面毛坯放入专用装置并进行加热软化,利用压力使其贴于相应的模具表面,形成最终的制件毛坯[13] 。
基于这种工艺,国内已研制出了10m“C”形梁以及10m“工”形、“J”形、“T”形长桁,且构件的质量完全满足要求。
2.3 盒段整体结构在现行的飞机翼面类复合材料整体化结构中,有多种结构设计方案,较为经典的如上、下蒙皮与骨架一体成型的整体盒段,下蒙皮与骨架一体成型并与上蒙皮机械连接的整体盒段等。
针对这些不同的复合材料结构形式,需要开发相应的制造工艺方案。
几种典型的成型工艺方案如下:(1)基于“π”形接头的盒段结构成型工艺。
这一类结构方案主要用于飞机平尾、垂尾。
其成型路线是先成型上、下“π”形加筋壁板和腹板,然后将腹板与上、下“π”形加筋壁板合拢胶接,组成盒段整体结构。
目前该种结构和型工艺已在我国某机型的垂直安定面上得到应用,图2 为国内研制的“π”形接头盒段结构。
(2)基于T 形接头的骨架与上、下蒙皮一体成型工艺。
该类结构先铺叠(或固化)上、下蒙皮,通过模具工装将未固化的骨架与上、下蒙皮毛坯(上、下蒙皮)组装在一起,接触部位填充胶膜,再(或上、下蒙皮)与骨架和胶膜的共固化(或共胶接)。
通常这类结构适用于飞机平尾、垂尾部分,如目前波音787 的平尾即采用了这类成型工艺。
如图3 所示为国内采用骨架与上下蒙皮一体成型工艺研制的盒段件。
(3)基于T 形接头的骨架与下蒙皮一体成型工艺。
该类结构先铺叠(或固化)下蒙皮,通过模具工装将未固化骨架与下蒙皮毛坯(或下蒙皮)组装,接触面化(或共胶接);固化上蒙皮;上蒙皮再与骨架/ 蒙皮一体成型下壁板进行机械连接。
该类结构主要用于战斗机的机翼主承力结构,目前有多种飞机机翼采用了该类结构,如欧洲EF2000 机翼、日本F2 机翼。
国内对于该类结构的成型工艺已完成了相关的工程验证,并得到应用。
2.4 机身筒体成型工艺目前使用复合材料制造机身的结构方案有两类,一类是将机身的每段筒体分为四块壁板分别成型后,再用机械连接方式对接,空客A350XWB 即为这种工艺方案;另一类则是将机身每段筒体整体成型,其代表机型是波音787。