手糊成型工艺及复合材料的发展.
3- 手糊成型工艺
胶液粘度 凝胶时间
配制时需注意： 防止胶液中混入气泡； 配胶量不能过多，每次配量要保证 在树脂凝胶前用完。
④增强材料准备: • • • •
玻璃纤维及其织物 碳纤维 芳纶纤维 其它增强材料 增强材料的种类和规格按设计要求选择。
3.1.2 糊制
1. 表面层
胶衣树脂
3.1.2 糊制
2. 结构层的糊制
固化方法 加热固化方法很多，中小型制品可 在固化炉内加热固化，大型制品可采用 模内加热或红外线加热。
3.1.4 脱模和修整
脱模要保证制品不受损伤。 脱模方法：①顶出脱模 ②压力脱模 ③大型制品 ④复杂制品
脱模
①顶出脱模： 在模具上预埋顶出装置，脱模时转动螺 杆，将制品顶出。
脱模
②压力脱模： 模具上留有压缩空气或水入口，脱 模时将压缩空气或水压入模具和制品之间，同 时用木锤和橡胶锤敲打，使制品和模具分离。
3.1.5 手糊制品厚度与层数计算
（1）手糊制品厚度的预测
t=m×k t－制品厚度 m－材料质量 k－厚度常数
（2）层数计算
医用核磁共振机外壳
化纤公司大型污水池（FRP衬里）
某有色冶炼厂电解铜车间电解槽
2. 设备简单，投资少。 3. 工艺简单。 4. 易于满足产品设计要求。 5. 制品树脂含量较高，耐腐蚀性好。
手糊工艺的缺点
生产效率低，劳动强度大。 产品质量不易控制。 产品性能较低。
3.1.1 手糊成型的准备
①场地 ②模具准备 ③树脂胶液配制 ④增强材料准备
①场地:
手糊成型工作场地的大小，要根据产 品大小和产量决定。 场地要求清洁、干燥、通风良好， 空气温度应保持在15～35℃之间，后加 工整修段，要设有抽风除尘装置。
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。
复合材料手糊成型工艺
第二章 手糊成型工艺
课件
原 材 料 的 选 择
存在“双基终止”反应，当共聚反应进行到一定 存在“ 双基终止” 反应， 程度后，随反应进行体系中出现凝胶现象，粘度增大， 程度后，随反应进行体系中出现凝胶现象，粘度增大， 大分子活性链的运动受到阻碍， 大分子活性链的运动受到阻碍，这样就减弱了双基终 止反应，而此时单体分子仍可以自由扩散， 止反应，而此时单体分子仍可以自由扩散，自由基还 在不断形成，链增长反应仍然继续进行， 在不断形成，链增长反应仍然继续进行，而且速度加 出现“自动加速效应” 快，出现“自动加速效应”。 以后进一步共聚反应， 以后进一步共聚反应，体系逐渐形成三维网状结 粘度更大，限制了单体的扩散， 构，粘度更大，限制了单体的扩散，使聚合速度下降 而终止反应。 而终止反应。
2.
第二章 手糊成型工艺
课件
2. 手 糊 成 型 工 艺
不受尺寸、形状的限制，适宜尺寸大、批量小、 (1) 不受尺寸、形状的限制，适宜尺寸大、批量小、 形状复杂产品的生产； 形状复杂产品的生产； 设备简单、投资少、设备折旧费低，成本低； (2) 设备简单、投资少、设备折旧费低，成本低； 工艺简单； (3) 工艺简单； 可在任意部位增补增强材料， (4) 可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要 求； 产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。 (5) 产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。
第二章 手糊成型工艺
O O
课件
过氧化二苯甲酰
C6H5
C O O C C6H5
2.1 原 材 料 的 选 择
过氧化甲乙酮(混合物) 过氧化甲乙酮(混合物)
CH3 C2H5 C OH OOH
过氧化环己酮(混合物) 过氧化环己酮(混合物)
OH OOH
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。
手糊成型工艺
❖ 脱模剂按用途分为 外脱模剂 用于手糊和冷固化
薄膜型脱模剂
❖ 按性状分为 混合溶液型脱模剂
油蜡型脱模剂
2.2.4.1 薄膜型脱模剂
最常用的有：聚酯薄膜、玻璃纸、聚氯乙烯 薄膜、聚乙烯薄膜等。
其中聚酯薄膜应用最普遍，使用厚度一般为 0.04 mm 、0.02 mm。
❖ 使用方法：铺在模具上，或用凡士林贴在模具上 。
凝胶时间： 指在一定温度条件下，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，变成软胶状态凝胶所需的时间。 一般采用引发剂、促进剂用量调节。
凝胶过快—来不及操作，制品交联太严重、收缩大、发脆。
凝胶过慢—增加了生产周期，且易发生流胶。 影响凝胶时间的主要因素：
⑴ 引发剂、促进剂用量。引发剂、促进剂用量大，凝胶时间缩短； ⑵ 胶液体积的影响。胶液体积越大，热量不易散失，凝结快； ⑶ 环境温度、湿度的影响
❖二、 环氧树脂
❖1 环氧树脂的性能及特点：
❖ 在树脂基复合材料中，用量仅次于 不饱和树脂.其综合性能明显优于不饱和 树脂。在受力构件、耐碱、电性能要求 较高的场合一般使用环氧树脂。
❖ 主要类型有
❖ 1、“双酚A型环氧树脂” ,又称 “E”型环氧树脂；
❖ 2、“脂环族环氧树脂”。
❖ 环氧树脂俗称万能胶。
B 水砂精磨。1000#、1200#、1500#水砂纸依 次研磨。
C 研磨抛光。将抛光剂涂上后，停留1-2min， 用布轮抛光机逐段抛光并反复进行。
（4）表面质量检测
要求光泽度在90以上，用ss-82型光电光泽 计检测。
2.2.4 脱模剂
脱模剂应具备的条件： （1）不腐蚀模具，不影响固化，与树脂粘附力小； （2）成膜迅速、均匀、光滑； （3）使用简便、安全，价格便宜。
玻璃钢成型手糊工艺
玻璃钢成型工艺简介手糊成型工艺手糊成型原理及工艺流程手糊成型所使用的原材料及设备手糊成型在叶片行业的应用
一、玻璃钢成型工艺简介
根据纤维增强材料的材料特性，成型方式等的不同，玻璃钢成型工艺主要分以下四种类型：拉挤成型、缠绕成型、模压成型、手糊成型。注：因叶片制造过程中，对手糊成型工艺部分运用较多，故本次培训中，对拉挤成型、缠绕成型、模压成型等部分只做简单讲解，重点介绍手糊成型工艺。
二、手糊成型工艺
手糊工艺的原材料—纤维布
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差，玻璃纤维作为增强材料，是树脂基复合材料的绝对主体，占应用量的98%以上。
二、手糊成型工艺
手糊工艺的原材料—纤维布
生产工艺：高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
手糊工艺的缺点
二、手糊成型工艺
产品质量不够稳定，易受操作人员技能水平及制作现场环境条件的影响，故产品质量稳定性差（人品+技能=产品质量）；总之，手糊成型工艺的优点是其它工艺方法所不能替代的，其存在的缺点，须在操作过程中加以克服。
二、手糊成型工艺
手糊成型应用
汽车部件
花坛
垃圾箱
叶片生产过程中的手糊工艺
一、玻璃钢成型工艺简介
拉挤制品可广泛用于耐腐蚀领域、电工领域、建筑领域、运输领域、运动娱乐领域、能源开发领域、航空航天领域等。生产大型制品，改进产品外观质量以及提高产品的横向强度是拉挤成型工艺今后的发展方向。
拉挤成型应用
拉挤桥架
拉挤格栅
复合材料的成型工艺ppt课件
第二节 金属基复合材料(MMC)成形工艺
一、固态法
1.扩散黏结法(Diffusion Bonding) 如图9-2所示，扩散黏结是一种在较长时间、
较高温度和压力下，通过固态焊接工艺，使同类 或不同类金属在高温下互扩散而黏结在一起的工 艺方法。
2.形变法(Plastic Forming) 形变法就是利用金属具有塑性成型的工艺特点
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
为 了 规 范 事 业单位 聘用关 系，建 立和完 善适应 社会主 义市场 经济体 制的事 业单位 工作人 员聘用 制度， 保障用 人单位 和职工 的合法 权益
第一节 复合材料简述
四 、 复 合 材 料 的 失 效 (Failure of Composite)
复合材料的失效一般是指其疲劳破坏过程。
1.制造加工损伤
此种损伤产生初始缺陷。，它包括：纤维铺设不 均，扭结、死扣等，树脂不均；纤维切断、错排； 固化不足；有孔隙、气泡；材质污染等。
2.使用引起的损伤
此种损伤导致缺陷发展。它包括：树脂裂纹或老 化；分层；纤维断裂；振动较大导致的纤维断裂； 温度变化较大；机加工产生内应力；碰撞等。
二、复合材料用原料
1.增强材料
(1)碳纤维(Carbon Fiber) (2)硼纤维(Boron Filament) (3)芳纶(Aramid Ring) (4)玻璃纤维(Glass Fiber) (5)碳化硅纤维(Silicon Carbide Fiber) (６)晶须(Whisker)
2.基体材料
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图1：热固性复合材料最基本的制备方法是手糊，通常包括将干层或半固化片层用手铺设到模具上，形成一个积层。
图中展示的是自由宇航公司的技术员（佛罗里达州墨尔本）正在通过手糊工艺加工一个碳/环氧预浸料，将用于制造通用航空飞机部件。
资料来源：自由宇航公司在复合材料的加工成型过程中会使用一系列模具，用来给未成形的树脂及其纤维增强材料提供一个成型的平台。
手糊（hand layup）成型是热固性复合材料最基本的制备方法，即通过人工将干层或半固化片层铺设到模具上，形成一个积层。
铺层方式分为两种：一种称为干法铺层，是先铺层后将树脂浸润（例如，通过树脂渗透方式）到干铺层上的方式，另一种方式是湿法铺层，即先浸润树脂后铺层的顺序。
现在普遍使用的固化方式可以分为以下几种：最基本的是室温固化。
不过，如果提高固化温度的话，固化进程也会相应加快。
比如通过烤箱固化，或使用真空袋（vacuum ba g）通过高压釜固化。
如果采用高压釜固化的话，真空袋内通常会包含透气膜，被放置在经手糊的半成型制品上，再连接到高压釜上，等最终固化完成后再将真空袋撤去。
在固化过程中，真空袋的作用是将产品密封在模具和真空袋之间，通过抽真空对产品均匀加压，将产品中汇总的气体排出，从而使产品更加密实、力学性能更好。
图2：热压釜独有的高温和高压条件使其成为完成热固性树脂零部件的固化的重要工具。
控制软件的改进则能够帮助经营者提高35-40%的生产量。
同时，一些新的树脂配方正在开发当中，将通过低压固化处理。
图中是Helicomb国际公司（俄克拉荷马州塔尔萨）的一名操作人员正在使用高压釜进行固化处理。
来源：Helicomb国际公司许多高性能热固性零件都需要在高热高压的条件下完成固化。
但是高压釜（Autocl aves）的设备成本和操作成本都较昂贵。
采购高压釜设备的制造商通常会一次性固化一定数量的部件。
对于高压釜的温度，压力，真空和惰性气体（inert atmosphere）等一系列参数，计算机系统能帮助实现远程甚至无人监控和检测，并最大限度地提高该技术的利用效率。
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。
先进树脂基复合材料技术发展及应用现状
先进树脂基复合材料技术发展及应用现状一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，先进树脂基复合材料作为一种高性能、轻质、高强度的材料，已经在航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等众多领域得到了广泛应用。
本文旨在对先进树脂基复合材料技术的发展历程进行深入剖析，并探讨其在各个领域的应用现状。
通过对国内外相关研究的综述，本文将总结先进树脂基复合材料技术的发展趋势，以及面临的挑战和机遇，以期为推动该领域的技术进步和产业发展提供参考。
在文章的结构上，本文首先将对先进树脂基复合材料的定义、分类及特点进行阐述，为后续的研究奠定理论基础。
接着，文章将回顾先进树脂基复合材料技术的发展历程，分析其在不同历史阶段的主要特点和成就。
在此基础上，文章将重点探讨先进树脂基复合材料在各个领域的应用现状，包括航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等。
文章还将关注先进树脂基复合材料技术在实际应用中面临的挑战，如成本、性能优化、环保等问题，并提出相应的解决方案。
文章将展望先进树脂基复合材料技术的发展前景，探讨其在未来可能的发展趋势和创新点。
通过对先进树脂基复合材料技术的深入研究和分析，本文旨在为相关领域的科研人员、工程师和管理者提供有益的参考和启示，推动先进树脂基复合材料技术的持续发展和创新。
二、先进树脂基复合材料技术的发展先进树脂基复合材料技术的发展经历了从简单的层压复合材料到高性能、多功能复合材料的演变。
近年来，随着科技的不断进步，该领域取得了显著的突破和进展。
树脂体系的创新：树脂作为复合材料的基体，其性能直接影响着复合材料的整体性能。
传统的树脂体系如环氧树脂、酚醛树脂等，虽然在很多领域有广泛应用，但随着性能要求的提升，新型树脂体系如聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等逐渐崭露头角。
这些新型树脂具有更高的热稳定性、更低的介电常数和介电损耗，以及更好的机械性能，为先进树脂基复合材料的发展提供了强大的支撑。
增强材料的多样化：增强材料是复合材料中的关键组成部分，其种类和性能直接影响着复合材料的力学性能和功能特性。
风电叶片成型工艺
风电叶片成型工艺风能作为一种绿色环保型能源是可再生能源中最具开发潜力的一种。
随着风电技术的发展与日趋成熟，机型已达到5MW以上，叶片长度超过60米。
叶片是风力发电机组关键部件之一，具有尺寸大，外形复杂，精度要求高，对强度、刚度、和表面光滑度要求高等特点。
复合材料在风机叶片的制造中具备很多优势。
制造工艺主要有手糊成型、模压成型、预浸料成型、拉挤成型、纤维缠绕、树脂传递模塑以及真空灌注成型等工艺。
1、手糊工艺手糊是生产复合材料风机转子叶片的一种传统工艺。
在手糊工艺中，将纤维基材铺放于单模内，然后用滚子或毛刷涂敷玻璃布和树脂，常温固化后脱模。
手糊方法可用于低成本制造大型、形状复杂制品。
因为它不必受加热及压力的影响。
使用简单的设备和模具即可，另外相对于其他可行性方案成本更低廉。
手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大，生产效率低和产品质量均匀性波动较大，产品的动静平衡保证性差，废品率较高。
特别是对高性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片，还需要粘接等二次加工，粘接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。
手糊工艺制造的风力发电机叶片在使用过程中出现问题往往是由于工艺过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。
手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放，有一定的环境污染问题。
手糊是一种已被证明的生产复合材料叶片工艺方法，但由于其产量低及部件的不连续性以及很难实现结构复杂，力学性能要求高的大型产品，促使人们将研究重点转移至其他生产方法。
2、模压成型模压成型工艺首先将增强材料和树脂置于双瓣模具中，然后闭合模具，加热加压，然后脱模，进行后固化。
这项工艺的优点在于纤维含量高和孔隙率低，并且生产周期短，精确的尺寸公差及良好的表面处理。
然而，模压成型适用于生产简单的复合材料制品如滑雪板，很难制造包括蒙皮、芯材和梁的叶片等复杂形状部件。
纤维复合材料制备工艺.
模具 准备
树脂胶 液配制
增强材 料准备 制品
涂脱模剂 手糊成型 检验
固化脱模后处理来自增强反应注射成型：是制造热固性复合材料制件的一种成型方法。工作原理和操作方法 与反应注射成型相同，只是在物料中加入纤维增强材料。反应注射成型是以热固性或弹 性体的液态树脂为原料，在一定的工艺条件下注入模具内，使其迅速固化，再进行后处 理而制得产品的一种成型工艺方法。该方法使聚合反应与成型加工一步化，可直接由液 态原料得到固态制品。 喷射成型：利用喷枪将短切纤维增强材料与树脂体系同时喷射在模具表面，然后压实固 化成热固性复合材料制品的一种成型工艺。本法特点是生产效率高，劳动强度低，节省 原材料，制件的形状尺寸不受限制，产品整体性好；但是场地污染大，制件承载能力低。
本法要求树脂粘度低，浸润性好，适用期长，固化快；树脂中可加入外渗型脱模剂，
成型时自动转移到制件表面减少牵引阻力。本法生产过程连续，效率高，制件纤维含量 高，不需要再加工；适合于批量大的管材。
压力袋成型：是复合材料成型方法之一，
通过在柔韧袋中产生均匀真空，以热压
罐内充入的气压或压机压力使置于刚硬 模具上（或模具内）的材料压实成型。 压力袋由弹性好强度高的橡胶制成，使 用温度应在固化温度以上； 本法特点是工艺简单，不需要复杂和 专用设备，常用来制造使用要求不高、 外形简单、成型压力不高、可以室温固 化的制件，可与手糊成型配合使用。
搓制成型： 管状纤维复合材料型材的一种成型方法，通过两个平面的相对运动产生的搓卷作用， 使纤维或织物预浸料包缠到芯模上形成管状制件的坯料，然后再固化成型。
用电熨斗使剪裁好的预浸料一边与芯模（涂一层脱模剂）粘附，置于卷管机的下平面
上，将上平面放在芯模上，施加一定压力，上平面向前移动将预浸料搓卷到芯模上，再经 过缠膜、固化、脱模、研磨、切割两端余料制成管件。 包缠膜时对制件施加一定压力可以防止制件固化时树脂流动。 固化时可以将多个芯模同时吊挂在炉中集中固化。 本法可进行流水作业，适合大批量生产；但工艺环节多，产品尺寸受到限制；主要用 于成型有轻微锥度的管件，如可伸缩的钓鱼竿等。
复材综合实验报告
复材综合实验报告Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】河北工程大学装备制造学院本科实验报告课程名称： 复合材料工程综合实验姓 名： 贾高洪 专业班级 复材1301学 号：指导教师：母静波、侯俊先、王光硕2016年 5 月 27 日装备制造学院实验报告课程名称：__复合材料工程综合实验__________指导老师：绩：__________________实验名称： 手糊成型工艺实验 实验类型：_____操作实验_ 同组学生姓名：_____ _____一、实验目的和要求1.掌握手糊成型工艺的技术要点、操作程序和技巧；2.学会合理剪裁玻璃布、毡和铺设玻璃布、毡；3.进一步理解不饱和聚酯树脂、脱模剂和胶衣树脂配方、凝胶、固化和富树脂层等概念和实际意义。
二、实验内容和原理实验内容：1.根据具体条件设计一种切实可行的制品（脸盆、垃圾桶）。
2.制品约为3mm～4mm厚，形状自定。
3.按制品要求剪裁玻璃布、毡。
4.手糊工艺操作，贴制作人标签。
5.固化后修毛边，如有可能还可装饰美化。
6.对自己手糊制品进行树脂含量测定。
实验原理：手糊成型是最早使用的一种工艺方法。
随着坡璃钢工业的迅速发展，尽管新的成型工艺不断涌现，但由于手糊成型具有投资少；无需复杂的专用设备和专门技术；可根据产品设计要求合理布置增强材料的材质、数量和方向，可以局部随意加强；不受产品几何形状和尺寸限制，适合于大型产品和批量不大的产品的生产等特点，至于仍被国外普遍采用，在各国玻璃钢工业生厂中仍占有工要地位。
象我国这样人口众多的国家，在相当长的一段时间内，手糊成型仍将是发展玻璃钢工业的一种主要成型方法。
不饱和聚酯树脂中的苯乙烯既是稀释剂又是交联剂，在固化过程中不放出小分子，手糊制品几乎90%是采用不饱和聚酯树脂作为基体。
模具结构形式大致分为阴模、阳模、对模三种。
阴模可使产品获得光滑的外表面，因此适用于产品外表面要求较光，几何尺寸较准确的产品，如汽车车身、船体等。
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齐鲁工业大学复合材料材料科学与工程学院材化13-1201307021038李振平手糊成型工艺及复合材料的发展很久以前，人类已经开始利用天然聚合物如牛羊角、蜡和沥青等。
随着时间的发展，天然聚合物的性能已经不能满足人类的需要，由此，一些可改进天然聚合物性能技术（如纯化和改性）相继产生。
复合材料发展史摘要1847年瑞典化学家Berzelius，这位现代化学的奠基人之一，首次在实验室发明了饱和聚酯。
1894年 Vorlander在实验室着手对乙二醇马来酸的研究工作，成为记录在案最早的一位研究不饱和聚酯树脂的化学家。
1920年先锋人物Wallace Carothers开始对乙二醇与不饱和脂肪酸合成的聚酯的研究工作。
1922年首个聚酯树脂被研发成功。
1930年末研究人员Bradley，Kropa 和Johnson三人共同研究不饱和聚酯的固化情况，在报告中提高，固化后，它们可以分为可熔性和不可溶性（热固性）。
1935年欧文斯科宁（Owens Corning）首次引入玻璃纤维1941年不饱和聚酯首次投入美国的压铸商业市场1942年美国橡胶公司开发出玻璃纤维增强聚酯树脂作为基体的复合材料。
1946年船艇制造商开始意识到纤维增强复合材料为整个工业带来了何种变革，在这年中首个复合材料船身的游艇在美国建成，还首次引入了冷固化系统。
1950年早期闭模工艺开发完成。
1951年中期不饱和聚酯树脂在欧洲投入商业化生产。
1963年碳纤维增强材料引入市场到了19世纪，随着科学技术在物理化学领域的应用，自然界中的天然聚合物的性能已经不能满足工业发展对材料性能的需要，这使当时的新型材料－早期的复合材料得到飞速的发展。
复合材料是由不同元素组成的结构，结果是形成了一加一等于三。
对于复合材料的理解，貌似昆虫、鸟和蝙蝠等动物比我们要理解的更透彻一些，它们将这个原理应用到筑窝的过程中，以防天敌的攻击。
原始人用动物粪便、粘土、稻草和树枝组成复合材料结构，这是人类将复合材料应用到生活中具有历史意义的一步。
甚至据人们传说，圣经中的诺亚方舟也是由煤沥青和稻草混合制成的，这也许真的是被报道出的复合材料船舶的鼻祖，当然这也仅是传说。
之后经过了几千年，第二次复合材料在工业应用的浪潮在1830年席卷西欧，工业领域中的先锋人物在发现了复合材料这种新兴材料之后，争相投入对它了研发工作，包括：木质层压板、合金和钢筋增强混凝土。
在17世纪，英国人John Osborne通过天然聚合物牛羊角制备了模塑制品。
到19世纪，模塑牛羊角工业开始繁荣壮大，其大多数制品都卖给了当时的中产阶级。
随着天然聚合物的不断发展，人们开采了由热带橡树产生的树胶，尤其是在1847年Bewley发明了塑料挤出机，可以用树胶制备橡胶和古塔橡胶，在1850年开始采用这种古塔橡胶来保护隔离水线电报电缆。
谈到复合材料，就不能不说起英国。
在复合材料工业发展过程当中，很多重要事件都与英国密切相关。
汉考克托马斯和他的兄弟查尔斯对橡胶进行广泛的研究，终于在1839年发明了硫化橡胶，他们也因这一发明而闻名于世。
同时美国的古德意尔也独立地发明了硫化橡胶。
这一发明是第一次成功地对天然聚合物的化学修饰而产生的模塑材料。
在1850s年代，在美国已经开始采用虫胶和木粉混合来展示照片，这就是最早期的照片。
直到1940s年代虫胶的合成物才被用来制备唱片。
最早的聚合物铸件是由法国Lepage发明。
他采用胚乳和木粉生产了装饰用的Bois Durci 饰板，还可以和木粉一起混合使用的组分包括海草、泥煤、纸和皮革制品。
在1855年英国发布的有近似10%的专利为模塑材料，但是在这些专利中最大的突破是采用硝酸处理地纤维素纤维制备的半合成的塑料材料－硝酸纤维素。
人类在远古时代就从实践中认识到，可以根据用途需要，组合两种或多种材料，利用性能优势互补，制成原始的复合材料。
所以，复合材料既是一种新型材料，也是一种古老的材料。
复合材料的发展历史，可以从用途、构成、功能，以及设计思想和发展研究等，大体上分为古代复合材料和现代复合材料两个阶段。
古代复合材料在西安东郊半坡村仰韶文化遗址，发现早在公元前2000年以前，古代人已经用草茎增强土坯作住房墙体材料。
在金属基复合材料方面，中国也有高超的技艺。
如越王剑，是金属包层复合材料制品，不仅光亮锋利，而且韧性和耐蚀性优异，埋藏在潮湿环境中几千年，出土后依然寒光夺目，锋利无比。
5000年以前，中东地区用芦苇增强沥青造船。
古埃及墓葬出土，发现有用名贵紫檀木在普通木材上装饰贴面的棺撑家具。
古埃及修建金字塔，用石灰、火山灰等作粘合剂，混和砂石等作砌料，这是最早最原始的颗粒增强复合材料。
但是，上述辉煌的历史遗产，只是人类在与自然界的斗争实践中不断改进而取得的，同时都是取材于天然材料，对复合材料还是处于不自觉的感性认识阶段。
现代复合材料20世纪40年代，玻璃纤维和合成树脂大量商品化生产以后，纤维复合材料发展成为具有工程意义的材料，同时相应地开展了与之有关的研究设计工作。
这可以认为是现代复合材料的开始，也是对复合材料进入理性认识阶段。
早期发展出的现代复合材料，由于性能相对较低，生产量大，使用面广，被称之为常用复合材料。
后来随着高技术发展的需要，在此基础上又发展出性能高的先进复合材料。
常用树脂基复合材料第一次世界大战前，用胶粘剂将云母片热压制成人造云母板。
20世纪初市场上有虫胶漆片与纸复合制成的层压板出售。
但真正的纤维增强塑料工业，是在用合成树脂代替天然树脂、用人造纤维代替天然纤维以后才发展起来的。
随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。
因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。
目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。
从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。
近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。
据世界主要复合材料生产商PPG公司统计，2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。
与此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍，达到4%~6%。
2000年，美国复合材料的年产量达170万吨左右。
特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。
亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。
总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，2000年的总产量约为145万吨，预计2005年总产量将达180万吨。
复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。
由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。
手糊成型工艺又称接触成型，是树脂基复合材料生产中最早使用和应用最普遍的一种成型方法。
手糊成型工艺是以加有固化剂的树脂混合液为基体，以玻璃纤维及其织物为增强材料，在涂有脱模剂的模具上以手工铺放结合，使二者粘接在一起，制造玻璃钢制品的一种工艺方法。
基体树脂通常采用不饱和聚酯树脂或环氧树脂，增强材料通常采用无碱或中碱玻璃纤维及其织物。
在手糊成型工艺中，机械设备使用较少，它适于多品种、小批量制品的生产，而且不受制品种类和形状的限制。
手糊成型工作场地的大小，要根据产品大小和日产量决定，场地要求清洁、干燥、通风良好，空气温度应保持在15～35℃之间，后加工整修段，要设有抽风除尘和喷水装置。
准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。
手糊成型工艺的流程是：先在清理好或经过表面处理的模具成型面上涂抹脱模剂，待充分干燥好后，将加有固化剂（引发剂）、促进剂、颜料糊等助剂并搅拌均匀的胶衣或树脂混和料，涂刷在模具成型面上，随后在其上铺放裁剪好的玻璃布（毡）等增强材料，并注意浸透树脂、排除气泡。
重复上述铺层操作，直到达到设计厚度，然后进行固化脱模。
增强材料的种类和规格按设计要求选择，树脂胶液配制配制时，要注意两个问题：1.防止胶液中混入气泡；2.配胶量不能过多，每次配量要保证在树脂凝胶前用完。
手糊成型工艺所用的设备较少，制作模型的设备有木工车床、木工刨床、木工圆锯；脱模一般会用到空气压缩机、吊装设备等。
优点是成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂的产品的生产。
设备简单、投资少、见效快。
适宜我国乡镇企业的发展。
且工艺简单、生产技术易掌握，只需经过短期培训即可进行生产。
易于满足产品设计需要，可在产品不同部位任意增补增强材料；制品的树脂含量高，耐腐蚀性能好。
缺点是生产效率低、速度慢、生产周期长、不宜大批量生产。
且产品质量不易控制，性能稳定性不高。
产品力学性能较低。
生产环境差、气味大、加工时粉尘多，易对施工人员造成伤害。
在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达到所需厚度为止。
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。