复合材料成型工艺与设备(5.层压工艺与设备)
复合材料成型工艺与设备之模压设备(PPT 36页)

5.1 概述
5.1.1 模具的作用 要求
模压成型的主要工艺设备,使能 制造出一定形状、尺寸、外观及各 种性能均满足设计要求的制品。
(1) 能承受20一80MPa的高压; (2) 能耐成型时模塑料对模具的摩擦;
(3) 在175—200℃温度时,其硬度应无显著下降; (4) 能耐模塑料及脱模剂的化学腐蚀; (5) 表面光滑; (6) 尺寸符合制品要求; (7) 在结构上要有利于模压料的流动及制品的取出,并能 满足工艺操作上的要求。
•
30、如果你相信自己,你可以做任何事 。
•
31、天空黑暗到一定程度,星辰就会熠 熠生辉 。
•
32、时间顺流而下,生活逆水行舟。
•
33、生活充满了选择,而生活的态度就 是一切 。
•
34、人各有志,自己的路自己走。
•
35、别人的话只能作为一种参考,是不 能左右 自己的 。
•
36、成功来自使我们成功的信念。
一个水平分型面敞 开式压模
两个水平分型面闭 合式压模
为减少溢料量,密合面应光滑平整。为了减薄毛边 厚度,密合面面积不宜太大,可设计成紧围在制品周边 的环形。
24
不溢式压模配合形式:凸凹 模之间不存在挤压面,凸凹模之 间需要留有一定的间隙(0.025~ 0.075mm),便于气体排出和溢 料,并有利于开模。
29
使用液压系统的另外一个好处就是能使力量成倍的增加。在液压系 统中只需要改变一个活塞和液压缸的尺寸。
30
分类
A 以控制方式分类
(1) 手控式
采用手动方法控制液压系统中的阀及启 闭各种电器装置来实现操作。
(2)半自动式
除了加料及取出制品外,其 余有关压力操作加压、保压、泄 压,制品顶出及温度、压力、时 间的控制都自动进行。
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。
复合材料成型工艺与设备之模压设备

复合材料成型工艺与设备之模压设备模压设备是一种常用的复合材料成型工艺设备,它通过对预先制备好的复合材料进行热压成型,使得产品获得所需的形状和性能。
模压设备通常由模具、加热系统、压力系统等部件组成,可以满足不同复合材料成型的需求。
在模压过程中,首先需要将预先制备好的复合材料放入模具中,然后加热系统对模具进行加热,使得复合材料软化并具有流动性。
随后,压力系统对模具进行压制,使得复合材料在高温和高压的环境下得到成型。
最后,待成型好的产品冷却后,可以取出并进行后续的加工处理。
模压设备在生产过程中具有高效、精准、稳定的特点,可以满足对复合材料产品外形、尺寸、性能等方面的要求。
同时,模压设备还可以根据不同的产品需求进行调整和改进,使其具有更广泛的适用性。
总之,模压设备是复合材料成型工艺中不可或缺的重要设备,它为复合材料产品的制造提供了可靠的工艺保障,同时也推动着复合材料行业的稳步发展。
复合材料是一种由两种或更多种不同的材料组合而成的新材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀和良好的耐热性能。
因此,在航空航天、汽车、建筑等领域有着广泛的应用。
由于其优异的性能,对复合材料成型工艺和设备的要求也相应提高,其中模压设备作为制造复合材料产品的关键设备之一,扮演着至关重要的角色。
模压设备的工作原理是在模具内加热复合材料,然后施加压力进行成型。
模具是模压设备中的核心部件,它的设计和制造对产品的成型质量和形状起着至关重要的作用。
模具不仅需要具有高强度和耐高温的性能,还需要能够满足不同产品形状和尺寸的要求。
因此,模具的设计和制造需要精密的加工工艺和高水平的制作技术。
加热系统是模压设备必不可少的部件,通过对模具内复合材料的加热,使其软化并具有流动性,有利于成型。
同时,加热系统还需要具备精确的温度控制能力,以确保在模压过程中复合材料能够达到所需的软化状态。
常用的加热系统包括电热板、加热棒等,它们可以提供均匀的热源,确保复合材料的均匀加热和成型。
复合材料成型工艺与设备(5层压工艺与设备)

烘干温度高、时间长,可溶性树脂含量降低,反之可 溶性树脂含量高;各种胶布的可溶性树脂含量控制指标 见P140,表6-2。
(3)挥发份含量控制
X3=
W 1 W 4 100% W1
W4——烘干后胶布质量。
9
不同类型板材的预压工艺参数见表6-4, P148 2)、热压阶段——从加全压到热压结束
几种热压板热压工艺参数见表6-5。
18
5.3.1.5 冷却脱模
关闭热源,通冷却水,在保压状态下冷却。 冷却时间根据板材厚度确定,一般冷却到50℃以下, 除去压力、脱模。板材取出温度过高时,表面易起泡 且易翘曲变形。
胶布塔接部位 胶布 胶布
压辊(加热)
连续胶布 胶布
压辊 (热辊)
前支撑辊
前支撑辊 后支撑辊
后支撑辊
图6-17 手工添加卷制示意图
图6-18 连续添加卷制示意图
25
6.4.2 卷管成型设备
三辊筒卷管机
图6-19 卷管机图 1-胶布辊;2-张力控制装置;3-热压辊;4-管芯模具;5-两个托 辊;6-除尘装置;7-动力装置;8-热压辊提升电动机
(2)加热板 采用蒸汽加热、导热油加热、电阻加热、高频加热等。 (3)升降台和推拉架,图6-13
(4)翻板装置 P154,图6-15
(5)吸板装置 P155,图6-16
24
6.4 玻璃钢卷管工艺及设备
6.4.1 卷管工艺原理及过程
是使用玻璃胶布在卷管机上经热卷成型玻璃钢管材的一 种方法。是层压成型的一种变形。
13
5.3 层压工艺及设备
5.3.1 层压工艺 5.3.1.1 下料
复合材料工艺详解(共35页)

复合材料(fù hé cái liào)工艺详解——热固与热塑树脂(shùzhī)热固性树脂(shùzhī)成型工艺手糊成型(chéngxíng)工艺(手糊类)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(zhǐshù):5.5~6.5;贮存(zhùcún)时间:25℃ 6个月2.1.4手糊制品厚度(hòudù)与层数计算①手糊制品(zhìpǐn)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。
复合材料工艺及设备

复合材料工艺及设备复合材料是一种由两种或两种以上的材料组合而成的新材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
复合材料的制备需要采用特殊的工艺和设备,下面将介绍复合材料的工艺及相关设备。
首先,复合材料的工艺包括预浸料制备、成型、固化等步骤。
预浸料是将纤维和树脂预先浸渍,然后通过成型工艺将其成型为所需形状,最后进行固化来形成最终的复合材料制品。
在预浸料制备过程中,需要使用树脂混合设备,将树脂和固化剂充分混合,并控制好混合比例和搅拌时间,以确保预浸料的质量。
成型工艺中,常用的设备有模具和压机,通过模具将预浸料成型,再通过压机施加压力,使其达到所需的形状和厚度。
固化过程中,需要使用固化炉或者自动固化设备,控制好固化温度和时间,以保证复合材料的性能。
其次,复合材料的设备还包括表面处理设备和检测设备。
表面处理是为了提高复合材料的表面质量和附着力,常用的表面处理设备有喷砂机、喷涂机等,通过表面处理可以去除杂质和增加表面粗糙度,提高复合材料的附着力。
检测设备包括质量检测和性能检测,质量检测设备主要用于检测复合材料的表面质量和尺寸精度,如平板检测仪、三坐标测量机等;性能检测设备主要用于检测复合材料的力学性能和耐久性能,如拉伸试验机、冲击试验机等。
最后,复合材料的工艺和设备在实际应用中需要根据不同的复合材料类型和制品要求进行选择和优化。
例如,碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料的制备工艺和设备有所不同,因此需要根据具体情况进行调整。
同时,随着复合材料技术的发展,新型的复合材料工艺和设备也在不断涌现,如自动化生产线、智能化控制系统等,这些新技术和设备的应用将进一步推动复合材料制造业的发展。
综上所述,复合材料的工艺及设备是复合材料制备过程中的关键环节,合理选择和优化工艺及设备对于提高复合材料的质量和生产效率至关重要。
随着技术的不断进步,相信复合材料的工艺和设备将会更加完善,为复合材料制造业的发展注入新的动力。
层压成型工艺及设备概述

层压成型工艺及设备概述引言层压成型是一种常用的复合材料制造工艺,其通过将不同材料的多层叠加并加热压制,形成具有优良性能的复合材料产品。
在各个领域,如航空航天、汽车、电子等,层压成型工艺都有广泛的应用。
本文将对层压成型工艺及设备进行概述。
1. 层压成型工艺的基本原理层压成型工艺是通过将不同材料的多层叠加在一起,再通过热压使其形成一体化结构。
基本的层压成型工艺包括以下步骤:1.材料准备:根据产品的要求,选择合适的基材和层压材料。
基材通常是具有一定强度的材料,如金属或复合材料。
层压材料可以是由树脂、玻璃纤维、碳纤维等组成的复合材料。
2.材料预处理:对基材和层压材料进行切割、清洗等预处理工序,以确保材料表面的清洁度和粘接性。
3.层压:将不同材料的多层叠加在一起,形成预定的层压结构。
在层压过程中,需要控制层压材料的均匀性和叠加的层数,以确保最终产品的性能。
4.加热压制:将层压结构放入层压机中,进行加热压制。
在这个过程中,材料会被加热到一定温度,使其变软,然后施加一定的压力,使材料之间的分子结合更紧密,形成一体化结构。
5.冷却固化:经过加热压制后,将产品冷却固化。
在这个过程中,材料会逐渐恢复到固态,并形成最终的产品。
2. 层压成型设备的种类层压成型工艺需要使用一些专门的设备来完成。
下面介绍几种常见的层压成型设备。
1.层压机:层压机是层压成型工艺中最关键的设备之一。
它通过施加一定的温度和压力,使材料之间的分子结合更紧密。
层压机有不同的类型,如热压机、冷压机等,可以选择适合不同产品的层压工艺。
2.模具:模具是将材料进行层叠的工具,它决定着最终产品的形状和尺寸。
模具可以是金属材料制成的,也可以是陶瓷材料制成的,具体选择取决于产品的要求和生产批量。
3.加热系统:加热系统用于对材料进行加热,使其变软并与其他材料结合。
加热系统可以是电加热系统或气体加热系统,根据产品和工艺的不同进行选择。
4.压力系统:压力系统用于施加一定的压力,使材料之间的分子结合更紧密。
14.【复合材料】第3章 层压工艺及设备A

1).干燥时间控制 指浸胶布在箱体内停留 的时间。对于一定的烘箱长度,干燥时间与 胶布的运行速度之间的关系: t= L/v 式中:t---干燥时间,min; L----烘箱的有效长度,m; v----胶布的运行速度,m/min. 2).气流控制 在干燥过程中,沿浸胶布面 通风,一使气流内挥发物浓度降低,二使布 面气压降低,有利于挥发物的排除。布面风 速控制在3~4m/s。
6.4 层压工艺及设备
层压工艺及特点 层压工艺是指将浸有或涂有树脂的片材层 叠,组成叠合体,送入层压机,在加热和加 压下,固化成型板状或其它形状简单的复合 材料制品的方法。 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。
制品及应用
纸层压板 主要用于制造电绝缘部件:各种盘、接 线板、绝缘线圈等;薄板可用于桌面、装饰板等 棉纤维层压板 物理机械性能、耐油性好,有一定 耐水性,多用于制造垫圈、轴瓦、轴承、皮带轮 玻璃纤维层压板 可作为结构材料用于飞机、汽车 船舶、电气工程、无线电工程等 石棉纤维层压板 耐化学腐蚀性好,可用于储槽、 储罐、管道等化工设备 碳纤维和芳纶纤维层压板 主要用于航天、飞机、 汽车、原子能、化工、体育器材等领域。 复铜箔层压板 主要用于印刷电路板
(4) 热压
分为预热预压和热压两个阶段 : 预热预压:使树脂熔化,去除挥发份,使熔融树 脂进一步浸渍玻璃布,树脂逐步固化至凝胶态。
热压阶段
从加全压到热压结束为热压阶段。 从到达指定的热压温度到热压结束的时间,称保 温时间,随产品品种和规格而定
(5)冷却脱模
热压结束,关闭热源,通冷却水于热板中进 行冷却,同时保持原有压力(冷压)。 冷压时间的长短,视板材的厚度冷却效果而 异。一般冷却到板材温度为50℃以下,去除 压力取出板材。 若取出的板材温度较高,板材表面易起泡, 或发生板材翘曲现象 。
复合材料工艺设计及设备复习材料

复合材料工艺设计及设备复习材料复合材料工艺设计是指通过对复合材料的成型、连接、加工等技术进行设计,以实现复合材料的理想性能和结构形式的工程设计过程。
在复合材料工艺设计中,设备的选择和设计是至关重要的一环。
以下是关于复合材料工艺设计及设备的复习材料。
一、复合材料的成型工艺设计1.手工层叠法:手工层叠法是最简单、最常见的成型工艺,适用于低成型工艺要求的产品。
操作简单,但成品质量和生产效率较低。
2.自动纺织成型法:自动纺织成型法通过纺织织物增强将树脂浸渍,并进行成型。
适用于复杂形状和大规模生产的产品。
3.真空吸塑法:真空吸塑法通过真空将纤维增强材料和树脂置于模具内,利用气压差使复合材料成型。
4.层叠纤维预浸法:层叠纤维预浸法将预先浸渍过树脂的纤维层压在一起,再进行成型。
5.粉末冶金成型法:粉末冶金成型法通过将金属粉末混合后,在一定温度和压力下进行成型。
二、复合材料的连接工艺设计1.粘接连接:粘接是一种常用的复合材料连接方式,可通过粘接剂将复合材料与其他材料粘接在一起。
2.机械连接:机械连接是指通过螺栓、螺母、销钉等实现复合材料连接,适用于要求较高的连接强度和刚度的场合。
3.焊接连接:对于金属复合材料,可使用焊接连接来实现连接,常用的焊接方法包括电弧焊、激光焊等。
4.锚固连接:锚固连接是指通过在复合材料表面预埋金属或其他材料,形成连接点,进而连接其他构件。
三、复合材料的加工工艺设计1.切削加工:切削加工是将工件固定在加工台上,利用切削工具削减材料,常用的切削方法包括铣削、车削等。
2.成型加工:成型加工是指通过加热和压力使复合材料达到理想形状的加工方法,如热压成型、注塑成型等。
3.磨削加工:磨削加工是利用磨削工具对复合材料进行切削、磨光等处理,可用于提高表面精度和加工质量。
4.钻削加工:钻削加工是指通过旋转钻头对复合材料进行孔加工,可用于安装螺栓等连接件。
以上是关于复合材料工艺设计及设备的复习材料,希望对你的复习有所帮助。
复合材料成型工艺与设备

复合材料成型工艺与设备引言复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成的复合结构材料。
它们通常具有较好的力学性能、化学稳定性和耐磨性,因此在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到广泛应用。
复合材料的制备过程中,成型工艺和设备起着至关重要的作用。
本文将介绍复合材料的成型工艺和设备。
成型工艺复合材料的成型工艺主要包括手工层叠法、预浸法、自动化层叠法和注塑成型等多种方法。
手工层叠法手工层叠法是最简单的一种成型工艺,通过手工将纤维和树脂逐层叠加在一个具有一定形状的模具中,然后采用压实和固化的方式完成成型。
这种方法成本低廉,适用于小批量和特殊形状的产品制造,但生产效率低,一般只适用于简单形状的产品制造。
预浸法预浸法是将纤维与树脂预先浸渍,然后在一定的条件下进行成型。
该方法可有效提高生产效率和产品质量,广泛应用于复合材料制品的生产。
预浸法的关键是控制纤维和树脂的浸渍量和均匀性,以及固化过程中的温度、压力和固化时间。
自动化层叠法自动化层叠法通过机械手或自动化设备将预先浸渍好的纤维和树脂层叠在模具中,然后进行固化。
这种方法具有高度自动化和生产效率高的特点,适用于大批量和复杂形状的产品制造。
注塑成型注塑成型是一种将纤维和树脂混合后直接注入模具中进行成型的方法。
这种方法适用于复杂形状的产品制造,能够实现一次成型,并且可以在成型过程中进行纤维定向和树脂浸透的控制。
成型设备复合材料的成型设备通常包括模具、加热设备和压力设备等。
模具模具是复合材料成型过程中最关键的设备之一。
模具的形状和尺寸决定了最终产品的形状和尺寸。
模具材料通常选用高强度、耐磨、耐高温和耐腐蚀性能好的材料,如钢、铝合金等。
模具制作的精度和表面质量对最终产品的质量具有重要影响。
加热设备加热设备用于提供适当的温度条件以促进树脂固化和纤维的定向。
常用的加热设备包括热风循环炉、电加热板等。
在成型过程中,加热设备应能够提供均匀的温度场,确保整个产品的固化质量。
压力设备压力设备用于提供适当的压力,使纤维和树脂紧密结合,并去除成型过程中的气泡和缺陷。
复合材料工艺及设备

第一章1.复合材料定义:是指两种或两种以上不同材料,用适当的方法复合成一种材料,其性能比单一材料性能优越。
依据基体材料不同,分为金属基复合材料,非金属基复合材料,树脂基复合材料2.复合材料最大特点,是性能具有可设计性。
影响复合材料性能的因素很多,主要取决于增强材料的性能,含量及分布状况,基体材料的性能和含量,以及它们之间的界面结合状况。
3.树脂基复合材料的使用温度一般为60 摄氏度到250 摄氏度;金属基复合材料为400 摄氏度到600 摄氏度;陶瓷基复合材料为1000 摄氏度到1500 摄氏度。
复合材料硬度主要取决于基体材料的性能,一般硬度为陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料4.就力学性能而言,复合材料的力学性能取决于增加材料的性能,含量和分布,以及基体材料的性能和含量。
复合材料的耐自然老化性能,取决于基体材料的性能和与增加材料的界面粘结。
一般优劣次序为,陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料。
导热性能的优劣比较为:金属基复合材料大于陶瓷基复合材料大于树脂基复合材料。
5.选择成型方法时应考虑:①产品外形构造和尺寸大小②材料性能和产品质量要求③生产批量大小及供给时间〔允许的生产周期〕要求④企业可能供给的设备条件及资金⑤综合经济效益,保证企业盈利其次章1.手糊成型:又称接触成型。
是用纤维增加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。
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,真空成型,袋压成型,热压釜成型,树脂传递模塑〔RTM〕和反响注射模塑〔RIM〕成型。
2.聚合物基体的选择:能配置成粘度适当的胶液,适宜手糊成型的胶液粘度为200-500 厘泊聚合物集体包括不饱和聚酯树脂,环氧树脂和关心材料。
其中,关心材料包括稀释剂〔分为活性稀释剂和非活性稀释剂〕,填料〔在糊制垂直或倾斜面层时,为避开“流胶”,可在树脂中参与少量活性SiO2处变剂〕,色料。
复合材料成型工艺以及设备要求

生产中建立起来的成型方法有:
• 8. 模压成型 9. 注射成型
10. 挤出成型 11. 纤维缠绕成型 12. 拉挤成型 13. 连续板材成型 14. 层压或卷制成型 15. 热塑性片状模塑料热冲压成型 16. 离心浇铸成型 其中,9,10,15为热塑性树脂基复合材 料成型工艺
复合材料成型工艺以及设备要求
• 3) 其它影响因素 : 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 、 抑制聚合反应的助剂、填料加入量。 • 4) 配制方法
按配方比例先将引发剂等助剂和树脂 混合均匀备用,操作前再加入促进剂搅 拌均匀。加入引发剂的树脂胶液,贮存 期不能过长。一次配胶量不要过多。
3. 色料:改变制品外观。一般不使用有机颜料和 碳黑
复合材料成型工艺以及设备要求
3) 增强材料
1).玻璃纤维 A一玻璃纤维 E一玻璃纤维 (无碱) S一高强玻璃纤维 M一高弹玻 璃纤维和L一防辐射玻璃纤维 ,c-中碱 玻璃纤维 玻璃纤维制品 无捻粗纱、短切纤维毡 、 无捻粗纱布 、 玻璃纤维细布 、 单向 织物
• 2). 碳纤维聚丙烯睛(PAN)纤维、沥 青纤维和粘胶纤
• 3). Kevlar纤维
复合材料成型工艺以及设备要求
6.2.2 手糊成型模具与脱模剂
• 6.2.2.1 模具结构与材料 1) 模具结构 --单模和对模两类 2) 成整体式或拼装式
复合材料成型工艺以及设备要求
6.2.2.2. 模具材料
复合材料成型工艺以及设备要求
复合材料成型工艺以及设备要求
6.2 手糊成型工艺及设备
• 手糊成型又称接触成型。是用纤维增强 材料和树脂胶液在模具上铺敷成型,在室 温或加热无压(或低压)条件下固化,脱 模成制品的工艺方法。
层压工艺

3.3 组合
1)顺序如下
铁板(较厚)→衬纸→单面钢板→板料→双面钢板→ 板料→······→双面钢板→板料→单面钢板→衬纸→铁 板。
2)组合原则
对于厚20mm以上的板材应单独压制。 厚、薄板一起压制时,应将薄板排放在两侧,厚板排 放在中间,这样对产品质量有利。 3)垫衬材料的作用 衬垫材料是夹放在叠合体两面。 衬垫材料是夹放在叠合体两面。
4).流动度及其控制方法
• 流动度是胶布中含胶量、可溶性树脂含量、挥发分 流动度是胶布中含胶量、可溶性树脂含量、 含量三项指标的综合反映。 含量三项指标的综合反映。它表示树脂在固化时的 流动性能。 流动性能。 • 胶布的流动度一般控制在20mm~30mm之间。同时随 胶布的流动度一般控制在20mm~30mm之间。 20mm 之间 树脂类型、环境温度适当调节。 树脂类型、环境温度适当调节。
b.干燥时间的控制 b.干燥时间的控制 干燥时间取决于若干因素, t=f(T,w,A,B····) T—温度; w—风速; A—树脂状况; B—布状况。 通过调节布的运行速度来调节。 干燥时间 t=L/v L——烘箱有效长度; v——胶布运行速度。 c.气流控制 c.气流控制 通常布面风速控制在3~4m/s。
2.3 胶布制备工艺参数
主要有:胶液粘度、浸胶时间、牵引张力、烘 干温度与时间。 1.胶液粘度
粘度太大,浸渍不良, 粘度太大,浸渍不良,树脂不易渗透玻 璃布内部,粘度太小,表面挂不住胶, 璃布内部,粘度太小,表面挂不住胶, 使其表面胶层太薄, 使其表面胶层太薄,溶剂消耗量增大造 成浪费。 成浪费。
2.4 胶布的质量指标及控制方法
1).含胶量的控制
W 1 −W 2 X1 = ×100% W1
胶布中所含树脂质量占胶 布总质量的百分比
复合材料成型工艺与设备之模压设备

பைடு நூலகம் 复合材料模压设备 结构与特点
主机结构:主要包括加热系统、压 力系统、控制系统等
压力系统:采用液压或气压传动, 实现压力的精确控制和快速响应
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
加热系统:采用电加热或蒸汽加热, 实现快速升温和精确控温
控制系统:采用PLC或计算机控制, 实现自动化生产,提高生产效率和 质量稳定性。
市场需求持续增长:随着复合材料在汽 车、航空、建筑等领域的应用越来越广 泛,模压设备的市场需求将持续增长。
技术升级:随着科技的发展,模压设备将 不断升级,提高生产效率和降低生产成本。
市场竞争加剧:随着市场的扩大,越来越 多的企业进入模压设备市场,市场竞争将 加剧。
环保要求提高:随着环保意识的提高,模 压设备生产企业需要更加注重环保问题, 提高设备的环保性能。
准备材料:将复合材料按照配方进行混合,并准备模具 预热模具:将模具加热至一定温度,使材料在模具中充分流动 填充材料:将混合好的材料倒入模具中,并使材料在模具中均匀分布 加压成型:在模具上加压,使材料在压力作用下充分流动并固化 冷却脱模:将成型好的复合材料从模具中取出,并进行冷却处理 后处理:对成型好的复合材料进行打磨、抛光等处理,使其达到使用要
19世纪初: 模压设备 开始出现, 主要用于 生产橡胶 制品
20世纪初: 模压设备 开始应用 于塑料制 品生产
20世纪50 年代:模 压设备开 始应用于 复合材料 生产
20世纪70 年代:模压 设备开始采 用计算机控 制,提高了 生产效率和 质量
20世纪90 年代:模压 设备开始采 用自动化生 产线,提高 了生产效率 和降低了生 产成本
21世纪初: 模压设备开 始采用环保 材料和节能 技术,提高 了环保性能 和节能效果
复合材料工艺与设备

复合材料工艺与设备概述复合材料工艺与设备是指生产和加工复合材料的一系列流程和所使用的设备。
复合材料是一种由两种或多种不同材料组成的材料,具有很高的强度和轻质化的特点。
复合材料在航空航天、汽车、建筑、体育用品等领域得到广泛应用。
本文将介绍复合材料的常见工艺和所使用的设备。
工艺流程复合材料的生产和加工过程主要包括预处理、树脂浸渍、固化、成型和加工等环节。
1.预处理预处理阶段是为了确保复合材料的质量和性能,包括材料的清洁、去除表面污染物和氧化物等。
一般使用化学溶剂或机械方法进行清洗和表面处理。
2.树脂浸渍树脂浸渍是将纤维材料与树脂浸渍在一起形成复合材料的过程。
树脂是复合材料中起到粘合作用的关键材料,其中常用的树脂有环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。
树脂浸渍过程包括浸渍、除泡、挤出等步骤。
3.固化固化是指树脂在一定温度和时间下发生化学反应,使复合材料具有一定的强度和硬度。
常用的固化方式有热固化和光固化。
热固化需要加热设备,而光固化则通过紫外线或可见光来触发化学反应。
4.成型成型是将浸渍且已固化的复合材料按照需要的形状进行加工和形成。
常见的成型方法有手工层压、热压和真空吸塑等。
成型过程需要注意材料的层间结构、纤维取向和树脂厚度等。
5.加工加工是指根据复合材料的用途和要求进行切割、修整、钻孔、打磨等加工工艺。
常用的加工设备有切割设备、钻孔设备、砂轮设备等。
设备介绍复合材料工艺所使用的设备主要包括涂胶机、自动抽屉加载机、固化炉、层压机和CNC加工中心等。
1.涂胶机涂胶机是将树脂均匀涂布在纤维材料上的设备。
它通过涂胶滚轮将树脂涂布在纤维上,确保树脂的浸渍均匀和厚度一致。
2.自动抽屉加载机自动抽屉加载机用于自动将纤维材料和树脂放入生产线中进行加工。
通过自动化的操作,提高生产效率和产品质量。
3.固化炉固化炉是用于固化树脂的设备,它提供一定的温度和环境条件,使树脂发生化学反应,形成固态的复合材料。
固化炉一般有恒温控制和可调湿度的功能。
复合材料工艺与设备备考复习资料

一、选择题1、热固性复合材料在固化成型时,为了避免过早发生固化,需要控制工艺过程的温度,目的是( B )。
A、胶液粘度;B、凝胶时间;C、含水量;D、收缩率。
2、E玻璃(无碱玻璃) C玻璃(中碱玻璃) A玻璃(高碱玻璃) D玻璃(高介电性玻璃) S玻璃(高强纤维玻璃)3、复合材料制品选用不同的成型工艺,请问下列哪种产品采用夹层工艺制备:( D )A、复合材料管道;B、复合材料板材;C、热固性玻璃钢容器;D、复合材料波形板。
4、泡沫塑料发泡方法有物理发泡、机械发泡和化学发泡三种,下列哪种泡沫采用化学发泡工艺:( D )A、聚苯乙烯泡沫塑料;B、中空微球泡沫塑料;C、脲醛泡沫塑料;D、聚氨酯泡沫塑料。
5、层压工艺制备的复合材料板材主要使用下列增强材料( A )。
A、玻璃纤维布;B、玻璃纤维微粉;C、短切纤维;D、无捻粗纱。
6、判断成型工艺类型7、手糊成型工艺使用的模具,从结构上讲,可以分为(ABCD)(多选题)A、阳模;B、阴模;C、对模;D、组合模。
8、手糊成型工艺的生产车间环境差,为了保护员工的身体健康,下列哪项措施是最重要的( D )。
A、提供通风条件;B、提供空调保持常温;C、提供适宜的湿度环境;D、戴口罩。
9、制备热塑性复合材料时,树脂的重结晶可以提高制备的( C )性能。
A、弹性模量;B、断裂伸长率;C、拉伸强度;D、冲击强度。
10、缠绕成型工艺中,下列哪一项不属于影响缠绕速度的因素( B )。
A、芯模速度;B、脱模速度;C、小车速度;D、纱线速度。
二、判断题(每小题2分,共20分)1、C-玻璃纤维,也称无碱纤维,含金属氧化物量在0.8%以下,电气性能与耐老化性能优异。
(√)2、环氧树脂固化剂(胺类分子结构)()3、层压成型工艺制备复合材料结构时,如果成型压力过大,产品会出现分层气泡现象。
(×)4、模压成型工艺是指将一定量模压料放入金属对模,在一定温度和压力下固化成型的方法。
(√)5、电路板制作工艺(层压工艺)6、离心法制管工艺成本低的主要原因是大量使用低成本的石英砂、石英粉或辉绿岩粉。
复合材料成型工艺与设备(5.层压工艺与设备)

10
(5)贮存条件 胶布在室温下存放时,挥发份含量、可溶性树脂含量、 流动度三项指标易发生变化。使出现胶布发脆、发粘、 流胶等现象。 胶布应存放在干燥室内,贮存的干燥条件见P141,表 6-3。
11
5.2.2 浸胶设备
浸胶机由卧式浸胶机和立式浸胶机两种。
5.2.2.1 卧式浸胶机
由玻纤布存放装置、干燥装置(干燥未浸胶玻纤布)、 浸胶装置、除尘装置、烘干箱体(烘干胶布)、牵引装 置、切割装置、收卷装置等组成。见图6-1。
(4)翻板装置 P154,图6-15
(5)吸板装置 P155,图6-16
24
6.4 玻璃钢卷管工艺及设备
6.4.1 卷管工艺原理及过程
是使用玻璃胶布在卷管机上经热卷成型玻璃钢管材的一 种方法。是层压成型的一种变形。
胶布塔接部位 胶布 胶布 压辊(加热) 连续胶布 压辊 (热辊) 胶布
前支撑辊
前支撑辊 后支撑辊
19
5.3.1.7 层压工艺参数
成型压力、温度、时间是三个最重要的工艺参数。称 为三大工艺参数。 (1)成型压力的选定 成型压力根据树脂特性、板厚、树脂含量、流动度和 升温速度确定。 (2)层压板热压升温曲线 ( P150 图6-7) 预热阶段
中间保温阶段
分为5个阶段: 升温阶段 热压保温阶段
冷却阶段
主要产品有:玻璃布层压板、木质层压板、棉布层压板、纸质 层压板、石棉纤维层压板、复合层压板等。
2
工 艺 特 点: 生产的机械化、自动化程度较高;产品
质量稳定;但一次性投资较大,适合于 批量生产。
层压板可分为:纸层压板、木层压板、棉纤维层压板、玻 璃纤维层压板等品种。 主要应用范围:电绝缘部件;薄板适合于各领域;可用于 制造齿轮、轴承、皮带轮等结构材料;用 于飞机、汽车、船舶、电气工程等领域。 例如:复铜箔层压板,用于制造印刷电路板。
- 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)。
3
5.2 胶布制备工艺及设备
5.2.1 制备工艺 5.2.1.1 原材料
增强材料:
玻璃布,石棉布,合成纤维布,玻璃毡,石棉毡, 石棉纸,牛皮纸等。
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。
树 脂:
5.2.1.2 胶布制备工艺过程
玻璃纤维布经化学处理或热处理后,浸渍树脂胶液,并控制胶 含量。在一定温度、时间条件下烘干,使树脂由A阶转到B阶,即 得到需要的玻璃纤维胶布。如P136工艺流程图。
1)、预热、预压阶段
目的是使树脂熔化,除去挥发份,进一步浸渍玻璃 布,并使树脂进入凝胶状态。 不同类型板材的预压工艺参数见表6-4, P148
2)、热压阶段——从加全压到热压结束
几种热压板热压工艺参数见表6-5。
18
5.3.1.5 冷却脱模
关闭热源,通冷却水,在保压状态下冷却。 冷却时间根据板材厚度确定,一般冷却到50℃以下, 除去压力、脱模。板材取出温度过高时,表面易起泡 且易翘曲变形。 5.3.1.6 后处理 是在烘房内进行的处理程序,目的是使树脂进一步 固化。对不同的树脂后固化处理的温度、时间不同。 特别对后阶段固化慢的环氧-酚醛板材,压制定型 后,需要在120~130℃,处理48~75h。
(4)翻板装置 P154,图6-15
(5)吸板装置 P155,图6-16
24
6.4 玻璃钢卷管工艺及设备
6.4.1 卷管工艺原理及过程
是使用玻璃胶布在卷管机上经热卷成型玻璃钢管材的一 种方法。是层压成型的一种变形。
胶布塔接部位 胶布 胶布 压辊(加热) 连续胶布 压辊 (热辊) 胶布
前支撑辊
前支撑辊 后支撑辊
10
(5)贮存条件 胶布在室温下存放时,挥发份含量、可溶性树脂含量、 流动度三项指标易发生变化。使出现胶布发脆、发粘、 流胶等现象。 胶布应存放在干燥室内,贮存的干燥条件见P141,表 6-3。
11
5.2.2 浸胶设备
浸胶机由卧式浸胶机和立式浸胶机两种。
5.2.2.1 卧式浸胶机
由玻纤布存放装置、干燥装置(干燥未浸胶玻纤布)、 浸胶装置、除尘装置、烘干箱体(烘干胶布)、牵引装 置、切割装置、收卷装置等组成。见图6-1。
(3)挥发份含量控制
X3 =
W1 W 4 100 % W1
9
W4——烘干后胶布质量。
挥发份含量一般通过调整干燥速度(温度、时间)来 实现。 干燥温度提高过快,挥发份来不及跑掉会影响胶布质 量。挥发份含量的控制范围为:1.5~3%, 见表6-2。 (4)流动度控制 流动度是胶布中含胶量,可溶性树脂含量,挥发份含 量三项指标的综合反映。它表示树脂固化时的流动性能。 流动度是评价胶布性能的专用技术指标。流动度一般 控制在20~30mm之间,测定方法见:P141。
15
胶布的计算下料量公式如下:
G=
FHd(1 )
F——板材面积 m2; H——板材厚度 m; d——板材密度 kg/m3; G——板材用料量 kg; α——物料损失系数, 5mm以下薄板, α取0.02~0.03;厚板 α取0.03~0.08。
16
5.3.1.3 组合
顺序如下: 铁板(较厚) → 衬纸 → 单面钢板 → 板料 → 双面钢 板→板料→······→双面钢板→板料→单面钢板→衬纸 →铁板。
5.层压成型工艺及设备
1
层压成型工艺及设备
5.1 概述
5.1.1 层压工艺的发展现状及前景
是指将浸有或涂有树脂的片材层叠,在加热加压条件 层压工艺: 下,固化成型玻璃钢制品的一种成型工艺。
起始于30年代,目前在航空、航天、汽车、船舶、电讯等工业 广泛应用。层压成型工艺制品已经成为不可缺少的工程材料之一。
5.3.2.2 多层压机的结构组成 (1)总体结构外形 图6-13, P153
23
由卧式缸、推拉架、升降台、升降台槽板、上固定板、 压机主体、垫板、柱塞、下部活动板、吸钢板机、操作 滚道等组成。
压机层数一般为 7~ 18 层,压机两侧各设一个升降台 和推拉架,其作用是装板与卸板,滚道用来输送垫板、 叠层、制品等。 (2)加热板 采用蒸汽加热、导热油加热、电阻加热、高频加热等。 (3)升降台和推拉架,图6-13
a、温度制度 卧式上胶机: 进口段90~110℃,中部烘干段120~150℃,出
口段100℃以下。
立式上胶机: 进出口段30~60℃,中部60~80℃,顶部第三段
85~130℃(上下来回一次)。
6
b、干燥时间的控制 干燥时间取决于若干因素, t=f(T,W,A,B· · · · ) T—温度; w—风速; A—树脂状况; B—布状况。 通过调节布的运行速度来调节。 干燥时间 t=L/v L——烘箱有效长度; v——胶布运行速度。 c、气流控制 通常布面风速控制在3~4m/s。 5.2.1.4 胶布质量指标及控制方法 (1)、含胶量的控制
固体吸收法。
13
5.3 层压工艺及设备 5.3.1 层压工艺 5.3.1.1 下料
通常用连续切割机裁剪。 压制厚板时应将布裁的小一些。特别是布的纬向,纬 纱收缩性较大,压制时会展开。裁小的比例应由经验和 具体实验确定。 不同性能胶布应分别堆放,例如:面层布、芯层布。
5.3.1.2 配叠(排版或配布)
4
5.2.1.3 胶布制备工艺参数
主要有:胶液粘度、浸胶时间、烘干温度与时间、 牵引张力。 (1)、胶液粘度
一般通过胶液浓度及环境温度来控制。浓度的控制往往采用 测试密度的方法来实现。 各种玻璃布所用的胶液密度见P137,表6-1。
(2)、浸胶时间
一般控制在15~45s,不同的布浸透时间不同。
(3)、张力控制
5.2.2.2 立式浸胶机
由送布装置、浸胶装置、牵引装置、烘干箱体、除 尘装置、热风循环装置、收卷装置等组成。见图6-5。
12
5.2.2.3 浸胶机的废气处理
胶布烘干过程中,将有大量有机低分子物,酚醛、 甲苯、酒精、二甲苯等物质排出,有一定毒性,直接排 放会污染环境,需要进行处理。 处理方法: 燃烧净化法; 冷凝回收法; 液体吸收法;
应注意以下几个问题(P147) 。
14
1 )、两表面分别用 2 ~ 3 层面层胶布,(面层胶布 的含胶量稍高,并掺有内脱模剂); 2)、胶布的挥发份含量不宜过大,控制在1~6%, 否则应干燥处理; 3)、临近面层的10~20层胶布,应选用平整无破损 的胶布,更不能搭接。中间部分使用不合格胶布的量也 不得超过10%; 4)、下料量 薄板按张数下料法——实验法确定; 厚板按重量下料法——计算法确定。
27
张力大小取决于:布自重、及布与各导向辊之间的 摩擦力。 张力要均衡(不能一边松、一边紧),大小要适中,张力太大,布 横向收缩变形,张力太小拉不紧。 合适的张力可以使布平整地进入胶槽。
5
(4)浸胶布的烘干温度与时间
烘干过程完成的任务是:除去胶布中挥发份;使树 脂由A阶转向B阶。
胶布的干燥分两个阶段: 第一阶段:取决于表面对流传质; 第
成型压力、温度、时间是三个最重要的工艺参数。称 为三大工艺参数。 (1)成型压力的选定 成型压力根据树脂特性、板厚、树脂含量、流动度和 升温速度确定。 (2)层压板热压升温曲线 ( P150 图6-7) 预热阶段
中间保温阶段
分为5个阶段: 升温阶段 热压保温阶段
冷却阶段
后支撑辊
图6-17 手工添加卷制示意图
图6-18 连续添加卷制示意图
25
6.4.2 卷管成型设备
三辊筒卷管机
图6-19 卷管机图
1-胶布辊;2-张力控制装置;3-热压辊;4-管芯模具;5-两个托 辊;6-除尘装置;7-动力装置;8-热压辊提升电动机
26
图6-20 卷管过程 卷管工艺是借助于卷管机上的热辊将胶布软化,使胶布中树脂 熔融;在一定张力作用下,借助滚筒与芯模的摩擦力将胶布连续的 卷到芯模上,经冷辊冷却定型,然后在固化炉中固化得到产品的一 种生产方式。
W1——胶布质量 g; W 1 W 2 X1 = 100 % W2——坯布质量 g; W1 X1——胶布含胶量 %。
7
一般情况下,卷管用胶布含胶量控制在40~45%;层 压板用胶布含胶量控制在30~40%;而面层胶布含胶量应 比内层胶布含胶量稍高。
实际生产中含胶量控制方法:
1)、调整胶液粘度;
(1)组合原则 对于厚20mm以上的板材应单独压制。 厚、薄板一起压制时,应将薄板排放在两侧,厚 板排放在中间,这样对产品质量有利。 (2)垫衬材料的作用 主要目的: 使板材受压、传热均匀;并起到传热、 冷却的缓冲作用。
17
5.3.1.4 热压
层压板的热压过程分为两个阶段: 预热预压阶段和热压阶段。
介质损耗角正切值 tgδ 愈小,说明其在交流电作用 下发热量愈小,材料的绝缘性能愈好。
5.3.1.8 层压工艺中出现的问题及解决措施 见表6-6。 5.3.1.9 复合材料层压板性能
见表6-7。
22
5.3.2 层压设备
5.3.2.1 多层压机的结构特点及工作过程
多层压机的台面一般2500×1300mm,每层间距200mm。 (1)、多层压机的特点, P153, 1~5; (2)、多层压机的结构, 图6-12; (3)、多层压机的工作过程。 将叠合体送入压机的热板之间,然后升温、加压、 保温一定时间、冷却、取出制品。
20
温 度 /℃ 第二阶段 第一阶段
第四阶段 第五阶段 第三阶段
时间
图6-7 热压工艺五个阶段的升温曲线示意图
21
(3)、压制时间的控制
压制时间与树脂的固化速度、层压板的厚度、压制 温度等有关。 压制时间对制品的性能影响非常显著,压制时间对 制品体积电阻系数,介质损耗角正切值,拉伸强度、 吸水性能的影响见P151, 图6-8、6-9、6-10、6-11实 验数据。