拉挤成型工艺参数介绍
碳纤维拉挤成型工艺
碳纤维拉挤成型工艺引言：碳纤维材料以其轻质高强的特性，在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到广泛应用。
而碳纤维拉挤成型工艺作为一种重要的碳纤维制备技术，具有高效、灵活、经济的优势。
本文将详细介绍碳纤维拉挤成型工艺的原理、步骤以及应用前景。
一、碳纤维拉挤成型工艺的原理碳纤维拉挤成型工艺是利用拉伸过程中的热流和剪应力对碳纤维进行塑性变形，使其形成连续的纤维预制件。
具体而言，碳纤维束经过预处理后，通过拉伸机构进行拉伸，同时通过加热机构提供热源，使碳纤维在拉伸的同时发生塑性变形，最终形成拉挤后的碳纤维材料。
二、碳纤维拉挤成型工艺的步骤1. 碳纤维预处理：碳纤维束经过脱脂、干燥等处理，去除其中的杂质和水分，以提高成型后的质量。
2. 模具准备：根据产品的形状和尺寸要求，制作相应的拉挤模具，确保成型后的产品符合设计要求。
3. 碳纤维拉伸：将经过预处理的碳纤维束通过拉伸机构进行拉伸。
拉伸过程中，碳纤维受到热流和剪应力的作用，发生塑性变形，形成连续的纤维预制件。
4. 热源加热：为了促进碳纤维的塑性变形，需要通过加热机构对拉伸过程中的碳纤维进行加热。
加热温度和时间需要根据具体的碳纤维材料和产品要求进行控制。
5. 模具成型：将拉挤后的碳纤维预制件放入模具中，通过压力和温度控制，使其形成最终的碳纤维拉挤产品。
三、碳纤维拉挤成型工艺的应用前景1. 航空航天领域：碳纤维拉挤成型工艺可以制备出轻质高强的航空航天结构件，用于飞机、导弹等载具，可以大幅度降低重量，提高载荷能力。
2. 汽车制造领域：碳纤维拉挤成型工艺可以用于制造汽车车身、底盘等部件，提高车辆的安全性和燃油经济性。
3. 体育器材领域：碳纤维拉挤成型工艺可以用于制造高强度、轻量化的体育器材，如高尔夫球杆、网球拍等，提高运动员的竞技水平。
4. 建筑领域：碳纤维拉挤成型工艺可以制备出耐久、抗震的建筑结构材料，如桥梁、楼板等，提高建筑物的安全性和使用寿命。
5. 医疗领域：碳纤维拉挤成型工艺可以制备出人工骨骼、关节等医用器械，具有良好的生物相容性和力学性能，可以改善患者的生活质量。
拉挤成型工艺培训教材ppt课件
⑤制品质量稳定，重复性好，长度可任意切断。
拉挤成型工艺的缺点
拉挤成型工艺的缺点是产品形状单调，只能生产 线形型材，而且横向强度不高。
8、2 拉挤工艺用原材料
①树脂基体 不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、
热固性甲基丙烯酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性 树脂等。
热塑性树脂
不饱和聚酯树脂
②增强材料
拉挤成型的优点
①生产过程完全实现自动化控制，生产效率高； ②拉挤成型制品中纤维含量可高达80%，浸胶在张
力下进行，能充分发挥增强材料的作用，产品强 度高；
拉挤成型的优点
③制品纵、横向强度可任意调整，可以满足不同 力学性能制品的使用要求；
④生产过程中无边角废料，产品不需后加工，故 较其它工艺省工，省原料，省能耗；
第八章 拉挤成型工艺
玻 璃 钢 型 材
8、1 拉挤成型工艺概述
拉挤成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续玻璃 纤维束、带或布等，在牵引力的作用下，通过挤 压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限的 玻璃钢型材。
8、1 拉挤成型工艺概述
这种工艺最适于生产各种断面形状的玻璃钢 型材，如棒、管、实体型材（工字形、槽形、 方形型材）和空腹型材（门窗型材、叶片等）等。
拉挤成型示意图
拉挤成型工艺参数 1、固化温度和时间
固化体系
拉挤成型工艺参数
2、浸胶时间
浸透
拉挤成型工艺参数 3、张力及牵引力
热塑性树脂拉挤工艺流程
8、4 拉挤成型设备
立式 卧式
卧式机组
液压式拉挤设备 （右图） → Hydraulic Pultrusion Machine
拉挤成型工艺
拉挤成型工艺
拉挤成型工艺是指将目标材料拉伸并利用外力，在一定温度下让其外形、截面等特性发生变化，从而达到不同功能需求的一种成形工艺。
一、拉挤成型工艺的概述
1. 介绍
拉挤成型是针对金属、塑料等可加工的材料，利用机械加工手段，使材料在一定温度下拉伸、压缩，在外形、截面、特性上发生变化，改变材料原来的形状而达到指定目的的金属加工工艺。
2. 工艺特点
拉挤成型工艺是金属外形调整中最重要也是最基础的成形工艺之一，它具有生产效率高、工序简便、节约成本、表面状态好、后期处理少等优点，几乎可以覆盖金属外形调整的所有领域。
二、拉挤成型工艺的分类
1. 拉伸成型
拉伸成型工艺的原理是，将材料在固定的拉伸缸内，以所需要的温度和拉伸力拉伸，使其形状发生变化而达到指定成型目的。
2. 压缩成型
压缩成型工艺是一种以压力为所施加的外力，利用模具内挤压力在一定温度下，使硬物料的外形、截面或其它性能得到变化的一种工艺。
三、拉挤成型工艺的应用
1. 电子行业
在电子行业，拉挤成型工艺广泛应用于电线电缆的加工制作中，可以实现电缆以及其他电子元器件的制作、变径和改型。
2. 机械行业
拉挤成型是机械加工领域中金属零件的基本工艺，可以实现连杆、轴、活塞等机械零件的主体构建。
3. 其他行业
此外，除了电子行业和机械行业，拉挤成型工艺还可以应用于能源行业，如用于油钻管、制作锅炉、制作液压缸等；交通运输行业，可以制作法兰、轴箱、制作汽车、摩托车等等。
复合材料3拉挤成型
模腔温度
用于拉挤的树脂体系对温度都很敏感，模腔温度的控 制应十分严格。温度低，树脂不能固化 ；温度过高， 坯料一入模就固化，使成型、牵引困难，严重时会产
生废品甚至损坏 设备。模腔分 布温度应两端高， 中间低。
模温控制
一般把模具人为地分为三段，即加热区、胶凝和 固化区。在模具上使用三组加热板来加热，并严 格控制温度。树脂在加热过程中，温度逐渐升高， 粘度降低。通过加热区后，树脂体系开始胶凝、 固化，这时产品与模具界面处的粘滞阻力增加， 壁面上零速度的边界条件被打破，基本固化的型 材以均匀的速度在模具表面摩擦运动，在离开模 具后基本固化,型材在烘道中受热继续固化，以保 证进入牵引机时有足够的固化度。
模具温度控制
加热区温度可以较低，胶凝区与固化区温 度相似。温度分布应使固化放热峰出现在模 具中部靠后，胶凝固化分界点应控制在模具 中部。一般三段温差控制在10-20℃左右， 温度梯度不宜过大。温度的设定与配方、牵 引速度、模具的尺寸、形式有密切的关系。
模腔压力
模腔压力是由于树脂粘性，制品与模腔 壁间的摩擦力，材料受热产生的体积膨胀， 以及部分材料受热气化产生的。因此，模 腔压力使制品在模腔内行为的一个综合反 映参数。一般模腔压力在1.7~8.6MPa 之间。
6.6.5 拉挤工艺变量的关系
温度、牵引速度、牵引力三个重要工艺参数中，温度是 由树脂系统的特性来确定的，是拉挤工艺中应当解决的 首要因素。通过树脂固化体系的DSC曲线的峰值和有关条 件，确定模具加热的各段温度值。
拉挤速度确定的原则是确定模内温度下的胶凝时间，保 证制品在模具中部胶凝、固化，出模具时具有一定的固 化程度。
(3）预成型模和成型模
1)预成型模 作用是将浸透了树脂的增强材料进 一步均匀并除去多余的树脂和排除气泡，使其形状 逐渐形成成型模的进口形状。
拉挤成型工艺参数介绍
来源于：注塑塑料网拉挤成型工艺参数介绍一、国外玻璃钢拉挤成型工艺概况随着玻璃钢拉挤制品应用领域不断扩大，国外拉挤制品的规格品种也越来越多。
目前除L 型、O型、U型、平板型、中空或实芯等标准拉挤制品形状外，还可生产出根据客户所要求的各种异形结构。
有些多孔腔制品的芯材，现在也已实现标准化了。
拉挤复合材料制品的尺寸，小的只有几个平方毫米，大的如桥梁桥面用的拉挤制品，可达几十平方米。
玻璃钢拉挤成型工艺所使用的增强材料品种也很多，如玻璃纤维无捻粗纱、毡、薄布或玻纤织物，碳纤维、芳纶纤维以及它们的织物等。
拉挤成型所使用的基体树脂材料，有热塑性树脂和热固性树脂两大类。
聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂和酚醛树脂等热固性树脂，常用于批量较大的拉挤制品的生产；而热塑性树脂基体，正处于开发生产的阶段。
目前，水平拉挤的标准型设备，一般为20～30m长，最大宽度约。
这种标准型设备生产线进入端系一玻璃纤维的供纱库，其后是经干燥的或预热过的玻璃纤维纱，经过热固性树脂的浸胶槽，在模具内成型，加热后固化。
通常，在成型模具和拉引器之间有一个比较长的距离，玻璃钢制品可以在该段距离内，完成固化过程并逐渐冷却。
生产线上使用夹具夹住制品从拉挤模具中，把玻璃钢制品拉引出来。
最后由切割机，把拉挤制品切割成定长制品。
二、玻璃钢拉挤成型的工序及其控制参数玻璃钢拉挤成型工艺，共有8道工序：纺捻、预浸渍、加热、制品固化及尺寸的校准测量、冷却、拉引和切割。
通常，各个工序都有一个可在一定范围内调整的工艺参数。
这些工艺参数，有些可以通过拉挤设备直接进行调整，例如模具的温度、拉引的速度等。
但另有些工艺参数，例如拉挤制品的温度、受力状况、树脂的粘度等，则不能够直接通过设备进行调整。
显然，所有的工艺参数都将对拉挤制品的质量，包括机械性能和光学性能等，产生一定的影响。
其中最主要的工序，是预浸渍、模塑成型和固化等三道工序。
必须指出的是，某一个工序的工艺参数，将对其它工序产生一定的影响，例如拉引速度的快慢，就将对上述三个主要工序产生一定的影响。
复合材料-拉挤成型工艺-(综合版改)
复合材料拉挤成型工艺——纺硕1205班柴寅芳、丁倩、刘冰、刘小梅、戎佳琦、王卷1 拉挤成型定义拉挤成型是指玻璃纤维粗纱或其织物在外力牵引（外力拉拔和挤压模塑）下，经过浸胶、挤压成型、加热固化、定长切割，连续生产长度不限的玻璃钢线型制品的一种方法。
这种工艺最适于生产各种断面形状的型材，如棒、管、实体型（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材（门窗型材、叶片）等。
2 拉挤成型的特点2.1优点：1)典型拉挤速度0.5-2m/min，效率高，适于批量生产，制造长尺寸制品；2)树脂含量可精确控制；3)主要用无捻粗纱增强，原材料成本低，多种增强材料组合使用，可调节制品力学性能；4)拉挤制品中纤维含量可高达80%，浸胶在张力下进行，能充分发挥连续纤维的力学性能，产品强度高；5)原材料利用率在95％以上，废品率低；6)制品纵、横向强度可任意调整，可以满足不同力学性能制品的使用要求。
2.2缺点：1)不能利用非连续增强材料；2)产品形状单调，只能生产线形型材（非变截面制品），横向强度不高；3)模具费用较高；4)一般限于生产恒定横截面的制品。
3 拉挤成型所需的材料拉挤成型工艺中使用的材料包括树脂、增强材料、辅助材料等。
3.1拉挤成型工艺所用树脂拉挤成型工艺要求所用的树脂黏度低，主要使用不饱和聚酯树脂和环氧树脂或改性环氧树脂。
不饱和聚酯树脂用作拉挤的基本上是邻苯和间苯型。
间苯型树脂有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。
目前国内使用的较多的是邻苯型，因其价格较间苯型有优势。
环氧树脂和不饱和聚酯树脂相比，具有优良的力学性能、高介电性能、耐表面漏电、耐电弧，是优良绝缘材料。
常用拉挤工艺用树脂如表1所示，树脂生产配方如表2和表3。
表1拉挤工艺用树脂表2典型拉挤用不饱和聚酯树脂配方树脂 196 100份填料（轻质碳酸钙）脱模剂（硬脂酸锌）固化剂（过氧化物）低收缩剂（PVC树脂）颜料5～15份3～5份1～3份5～15份0.1～1份表 3环氧树脂配方环氧树脂 E-55脱模剂（硬脂酸锌）固化剂（590#）增韧剂100份3～5份15～20份10～15份适量稀释剂3.2拉挤成型工艺所用增强材料拉挤成型玻璃钢所用的纤维增强材料，主要是 E 玻璃纤维无捻粗纱居多，其优点是不产生悬垂现象，集束性好，易被树脂浸透，力学性能较高。
拉挤成型
拉挤成型工艺拉挤成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续玻璃纤维束、带或布等，在牵引力的作用下，通过挤压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。
这种工艺最适于生产各种断面形状的玻璃钢型材，如棒、管、实体型材（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材（门窗型材、叶片等）等。
拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺，其优点是：①生产过程完全实现自动化控制，生产效率高；②拉挤成型制品中纤维含量可高达80%，浸胶在张力下进行，能充分发挥增强材料的作用，产品强度高；③制品纵、横向强度可任意调整，可以满足不同力学性能制品的使用要求；④生产过程中无边角废料，产品不需后加工，故较其它工艺省工，省原料，省能耗；⑤制品质量稳定，重复性好，长度可任意切断。
拉挤成型工艺的缺点是产品形状单调，只能生产线形型材，而且横向强度不高。
（1）拉挤工艺用原材料①树脂基体在拉挤工艺中，应用最多的是不饱和聚酯树脂，约占本工艺树脂用量的90以上，另外还有环氧树脂、乙烯基树脂、热固性甲基丙烯酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂等。
②增强材料拉挤工艺用的增强材料，主要是玻璃纤维及其制品，如无捻粗纱、连续纤维毡等。
为了满足制品的特殊性能要求，可以选用芳纶纤维、碳纤维及金属纤维等。
不论是哪种纤维，用于拉挤工艺时，其表面都必须经过处理，使之与树脂基体能很好的粘接。
③辅助材料拉挤工艺的辅助材料主要有脱模剂和填料。
（2）拉挤成型模具模具是拉挤成型技术的重要工具，一般由预成型模和成型模两部分组成。
①预成型模具在拉挤成型过程中，增强材料浸渍树脂后（或被浸渍的同时），在进入成型模具前，必须经过由一组导纱元件组成的预成型模具，预成型模的作用是将浸胶后的增强材料，按照型材断面配置形式，逐步形成近似成型模控形状和尺寸的预成型体，然后进入成型模，这样可以保证制品断面含纱量均匀。
②成型模具成型模具横截面面积与产品横截面面积之比一般应大于或等于10，以保证模具有足够的强度和刚度，加热后热量分布均匀和稳定。
拉挤成型工艺
拉挤成型工艺第一节原料配制（一）胶液的配制方法配胶是拉挤生产过程中关键的工序之一其操作是否合理，配料是否准确，将决定着最终产品的质量。
因此，应加强对这一工序的过程控制，要做到操作准确，记录清楚，具有可追溯性。
拉挤产品配方中所用到的原材料，主要有：树脂、低收缩剂、引发剂、脱模剂、填料、色浆及辅助剂（如消泡剂、分散剂等）。
配胶时应严格按以下列步骤进行：1．填料装在托盘里放入温度（110士5℃）烘箱里烘干约0. 5h。
2.校正称量器具如：磅秤、天平等。
3.按工艺文件要求量取或称取树脂。
4.按拉挤工艺配方的比例加入分散剂等组分，搅拌5-l0min;5.依次加入低收缩剂、色浆等组分，搅拌约5-l0min：同时称取内脱模剂、固化剂；6．加入内脱模剂，再加入固化剂，保持搅拌机的搅拌状态；7.从烘箱中取出烘过的填料，称量并加入后，继续搅拌约5-l0min;8.最后关闭搅拌机，清理配胶现场。
以上所提到的搅拌时间，仅是一个参考时间，操作者可以根据所使用的搅拌器的转速大小、配方的实际情况、配胶量的多少进行调整。
搅拌时间过短，不利于各种原材料的均匀混合，搅拌时间过长，会导致胶液温度的升高，影响胶液的储存期。
在产品正常生产的情况下，视产品大小，一般以10-15kg 的树脂量配置为宜。
如果一次配置树脂量过大，会增加操作人员的负担，影响操作效率。
在搅拌过程中，要严格按照搅拌机操作规程进行操作，注意安全。
每次倒入液体组分时要尽可能将称量容器中的液体倒尽。
并且在生产过程中，待胶槽中的胶液快被用完之前应及时准备好下一桶胶，以免造成生产的停顿。
在配胶过程中要学会正确操作和使用天平。
首先要保持砝码和托盘的清洁，如粘有树脂、色浆等要将其擦拭干净；在称量前一定要调整天平的水平，使指针对准刻度盘的。
刻度或左右摇摆幅度一致：将要称量的物体放在左托盘上（一般通过烧杯来盛装），在右托盘上放砝码，放砝码时按照从大到小的顺序，最后调整横梁上的游砝，直至天平平衡，累计砝码总重量，减去烧杯的重量，所得差即为所称量物体重量。
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拉挤成型工艺参数介绍
一、国外玻璃钢拉挤成型工艺概况
随着玻璃钢拉挤制品应用领域不断扩大，国外拉挤制品的规格品种也越来越多。
目前除L型、O型、U型、平板型、中空或实芯等标准拉挤制品形状外，还可生产出根据客户所要求的各种异形结构。
有些多孔腔制品的芯材，现在也已实现标准化了。
拉挤复合材料制品的尺寸，小的只有几个平方毫米，大的如桥梁桥面用的拉挤制品，可达几十平方米。
玻璃钢拉挤成型工艺所使用的增强材料品种也很多，如玻璃纤维无捻粗纱、毡、薄布或玻纤织物，碳纤维、芳纶纤维以及它们的织物等。
拉挤成型所使用的基体树脂材料，有热塑性树脂和热固性树脂两大类。
聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂和酚醛树脂等热固性树脂，常用于批量较大的拉挤制品的生产；而热塑性树脂基体，正处于开发生产的阶段。
目前，水平拉挤的标准型设备，一般为20～30m长，最大宽度约1.5m。
这种标准型设备生产线进入端系一玻璃纤维的供纱库，其后是经干燥的或预热过的玻璃纤维纱，经过热固性树脂的浸胶槽，在模具内成型，加热后固化。
通常，在成型模具和拉引器之间有一个比较长的距离，玻璃钢制品可以在该段距离内，完成固化过程并逐渐冷却。
生产线上使用夹具夹住制品从拉挤模具中，把玻璃钢制品拉引出来。
最后由切割机，把拉挤制品切割成定长制品。
二、玻璃钢拉挤成型的工序及其控制参数
玻璃钢拉挤成型工艺，共有8道工序：纺捻、预浸渍、加热、制品固化及尺寸的校准测量、冷却、拉引和切割。
通常，各个工序都有一个可在一定范围内调整的工艺参数。
这些工艺参数，有些可以通过拉挤设备直接进行调整，例如模具的温度、拉引的速度等。
但另有些工艺参数，例如拉挤制品的温度、受力状况、树脂的粘度等，则不能够直接通过设备进行调整。
显然，所有的工艺参数都将对拉挤制品的质量，包括机械性能和光学性能等，产生一定的影响。
其中最主要的工序，是预浸渍、模塑成型和固化等三道工序。
必须指出的是，某一个工序的工艺参数，将对其它工序产生一定的影响，例如拉引速度的快慢，就将对上述三个主要工序产生一定的影响。
由于拉挤成型工艺参数这种相互影响的结果，因而至今尚不可能建立起一套切实可行的工艺模型，以期达到拉挤产品质量的预定的目标。
三、玻璃钢拉挤工艺参数控制元件
如上所述，由于热固性树脂拉挤工艺参数条件，受其在成型模具内发生的一些复杂因素所制约，并且还要受制于其它工艺参数之间的相互影响，因此在拉挤成型时，原材料中发生的聚合反应，也比较难以进行精确地预测。
目前，玻璃钢拉挤模中常用的监测控制传感元件有：温度传感器，压力传感器和介电传感器等三种上述这些传感器，首先必须要解决好耐拉挤磨损的问题。
另外，拉挤模的温度、玻璃纤维的体积含量，以及拉引速度的快慢等，也均将会对拉挤成型工艺参数传感器产生一定的影响。
目前常用的玻璃钢拉挤成型设备上，所采用的温度检测传感元件，经常在沿纤维的方向，并放置于成型模内的表面部位；而压力检测传感元件，则经常放置在拉挤模的入口处及模具的中间位置（通常拉挤模的长度约为1000mm）。
这种张力式压力传感元件的表面，往往涂有铬层，以提高它对耐玻璃纤维拉挤磨损的性能。
拉挤成型设备中使用的介电传感元件，有薄膜式和固定陶瓷式等两种。
这种介电传感元件的基本原理，主要是在两块极板之间，以高聚物作为介质，当处于交变电场中，高聚物分子将发生移动。
由于交变频率的改变，高聚物分子量的大小（也可表示为聚合度的大小），粘度，以及电导率等性能考参数，也将会发生变化。
也就是说，高聚物的粘度越低，电导率就越高，其电阻值就越小。
薄膜式介电传感器，是随玻璃纤维一起从模具腔内拉引而出，制品固化后传感器仍将留在其中，因此只能使用一次，在工业化批量生产时不太适用。
固定式介电传感器是属于双板电容器类型的一种传感器。
传感器将作为其中的一个极板，而另一个极板则就是模具的本身。
但Index 薄膜式传感器本身，就装有两块板极。
它们板片之间的排列，类似于印刷电路板的结构。
由于它们结构上的不同，因此，上述这两种介电传感器的电导性能，尚不能进行直接的比较。