复合材料及其成型工艺作业

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复合材料成型工艺及应用

复合材料成型工艺及应用

复合材料成型工艺及应用一、复合材料的概念复合材料是由两种或两种以上的材料组成,具有不同的物理和化学性质,经过一定的工艺方法制成一种新型材料。

常见的复合材料包括玻璃钢、碳纤维、芳纶纤维等。

二、复合材料成型工艺1.手工层叠法手工层叠法是最基本的复合材料成型方法,通常用于制作小批量产品。

该方法需要将预先剪裁好的纤维与树脂依次层叠,再通过压力和温度进行固化。

2.真空吸塑法真空吸塑法是将预先剪裁好的纤维与树脂放置在模具内,然后通过抽气将模具内外产生压差,使树脂浸润纤维,并在高温高压下进行固化。

3.自动化层叠法自动化层叠法是利用机器自动完成纤维和树脂的层叠,提高了生产效率和产品质量。

4.注塑成型法注塑成型法是将树脂加热至熔点后注入模具中,再通过高压将树脂注入纤维中,最后在高温下固化成型。

5.压缩成型法压缩成型法是将预先剪裁好的纤维和树脂放置在模具内,再通过压力将其压实,并在高温下进行固化。

三、复合材料的应用1.航空航天领域复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,在航空航天领域得到广泛应用。

如飞机机身、翼面等部件都采用了复合材料制造。

2.汽车工业汽车工业也是复合材料的重要应用领域。

复合材料可以减轻汽车自重,提高汽车性能和燃油经济性。

3.建筑领域建筑领域也开始采用复合材料作为建筑结构材料,如玻璃钢屋面、墙板等。

4.体育器材体育器材如高尔夫球棒、网球拍等也采用了碳纤维等复合材料制造,提高了器材的性能和使用寿命。

5.医疗领域复合材料在医疗领域也得到了广泛应用,如人工关节、牙科修复等。

四、复合材料的优缺点1.优点:(1)轻质高强:比同体积的钢材强度高5-10倍,比重只有铝的1/4。

(2)耐腐蚀:不易受化学物质侵蚀。

(3)设计灵活:可以根据需要设计成各种形状和尺寸。

2.缺点:(1)制造成本较高:制造过程需要较高的技术和设备投入。

(2)易受损伤:复合材料容易产生微裂纹,一旦受到外力撞击,就会导致破坏。

五、结语复合材料作为一种新型材料,在各个领域得到了广泛应用。

复合材料的预浸料模压成型工艺

复合材料的预浸料模压成型工艺

复合材料的预浸料模压成型工艺复合材料是由至少两种不同材料组成的复合材料,以获得所需性能的材料。

其中一种常见的制备方法是预浸料模压成型工艺。

预浸料是一种由纤维增强材料(如碳纤维或玻璃纤维)与树脂基体组成的片材。

这种预浸料一般由两种方式制备:第一种是利用干法制备,将预浸料按照一定比例将纤维和树脂混合,再通过特殊的处理方法使树脂固化,最终形成片材。

第二种是湿法制备,先将纤维浸渍在树脂中,使其充分浸润树脂,然后通过固化过程形成片材。

在预浸料模压成型工艺中,首先将预浸料剪成需要的尺寸,然后将其放置在模具中。

模具的形状和尺寸需要根据产品的要求来设计。

接下来,将模具加热至一定温度,以使预浸料中的树脂熔化,同时将模具加压,以使纤维更加紧密地排列。

加热和加压时间通常根据预浸料和模具的性质来确定。

在模压过程中,树脂的熔化使纤维之间相互粘结,使得基础材料更加牢固。

同时,模具的加热和加压作用可以使纤维的排列更加均匀,从而提高复合材料的机械性能。

此外,在模压过程中,也可以在复合材料中添加填充剂或添加剂,以改善材料的性能。

模压完成后,将模具冷却至一定温度,然后打开模具,取出成型的复合材料。

这些成型的复合材料可以进一步进行后续的加工,如修整、打磨等。

预浸料模压成型工艺的优点是制备简单、成本低、生产效率高。

这种工艺可以用于制备各种形状和尺寸的复合材料制品,如航空航天、汽车、运动器材等领域。

总结起来,预浸料模压成型工艺是一种制备复合材料的方法,通过将预浸料放置在模具中,加热和加压以使纤维更加紧密地排列,最终形成所需形状和尺寸的复合材料制品。

这种工艺简单,生产效率高,适用于各种领域的复合材料制备。

环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺与应用

环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺与应用

碳纤维缠绕复合材料成型工艺
碳纤维缠绕复合材料的制备过程主要包括纤维铺放、树脂浸润和热处理等环 节。下面分别介绍这些步骤及其对材料性能的影响。
1、纤维铺放:此步骤是碳纤维缠绕复合材料制备的关键环节之一。纤维的 排列方向、密度和厚度等因素都会影响最终产品的性能。铺放过程中需采用专门 的设备和工艺,确保纤维分布的准确性和稳定性。
引言:碳纤维增强环氧树脂复合材料是一种具有优异性能的材料,因其具有 高强度、高韧性、耐腐蚀、轻质等优点而被广泛应用于航空、航天、汽车、体育 器材等领域。随着科技的发展,对于这种复合材料的研究和应用也越来越广泛。 液体成型是一种常见的复合材料制造工艺,具有成本低、效率高等优点,因此, 研究碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型工艺及其性能具有重要意义。
在航天领域,碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于火箭箭体、卫星平台等关 键部位。其轻质、高强度、耐腐蚀等优点使得它在航天领域具有广泛的应用前景。
在汽车领域,碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于汽车车身、底盘等部位。 其高强度、耐腐蚀和轻质等优点可以提高汽车的性能和舒适性,同时也可以提高 汽车的安全性。
四、结论
环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺主要包括以下步骤: 1、纤维浸润:将碳纤维或其它纤维浸入环氧树脂中,使其充分浸润。
2、固化:在一定的温度和压力下,环氧树脂发生固化反应,形成固态复合 材料。
3、后处理:对固化后的复合材料进行切割、打磨、钻孔等后处理,以满足 不同应用场景的需求。
3、后处理:对固化后的复合材 料进行切割、打磨、钻孔等后处 理
三、碳纤维树脂基复合材料的应 用研究进展
碳纤维树脂基复合材料在航空、航天、汽车等领域得到了广泛应用。近年来, 随着技术的不断发展,其在这些领域的应用研究也取得了显著的进展。

纤维缠绕复合材料成型原理及工艺

纤维缠绕复合材料成型原理及工艺

纤维缠绕复合材料成型原理及工艺
纤维绕制复合材料的成型是指将纤维材料按一定方向和规律绕制在模具或者模板上,并通过一定方法将纤维与基体材料结合在一起,形成复合材料制品的过程。

纤维绕制复合材料的工艺包括以下几个步骤:
1. 纤维绕制:根据设计要求,将纤维按一定方向和规律绕制在模具或模板上。

常见的绕制方法有手工绕制、机械绕制和自动化绕制等。

2. 纤维堆积:绕制好的纤维在模具或模板上堆积起来,形成预定的厚度和形状。

可以通过手工堆积、机械压制或真空吸附等方法实现。

3. 树脂浸渗:将树脂或者粘合剂涂覆在纤维堆积体上。

树脂会浸渗到纤维之间,填充空隙,并与纤维形成结合。

4. 固化:经过树脂浸渗后,通过热固化、化学固化或者紫外线固化等方法,使树脂固化成硬的基体,形成复合材料的成型件。

5. 剥离:将成型件从模具或模板上剥离下来,获取最终的产品。

纤维绕制复合材料的成型原理是通过纤维材料的力学性能来提高材料的强度和刚度,并在弯曲、扭转或拉伸等不同方向上形成不同的力学性能。

通过纤维的绕制方式和树脂的固化方式,可以控制纤维的方向和分布,从而实现对复合材料力学性能的
调控和优化。

纤维绕制复合材料的工艺具有成本低、成型灵活性高、制品尺寸稳定性好等优点,因此在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域有着广泛的应用潜力。

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。

复合材料热压成型工艺

复合材料热压成型工艺

复合材料热压成型工艺
首先,原材料的准备是复合材料热压成型的第一步。

在这一步中,需
要准备复合材料的基材和增强材料。

基材可以是金属、塑料、陶瓷等材料,而增强材料通常是纤维、颗粒或薄膜等形式的材料。

根据实际需要,还可
以在基材和增强材料中添加填料、粘合剂、添加剂等组分以调整复合材料
的性能。

接下来是材料堆叠。

堆叠的方式有两种,一种是交替堆叠,即将基材
和增强材料按照一定的顺序交替叠放;另一种是单向堆叠,即将基材和增
强材料按照同一方向叠放。

堆叠的次序和方式对复合材料的性能有重要影响,需要根据实际需要进行调整和选择。

然后是热压成型。

在这一步中,将堆叠好的复合材料放入热压机中进
行加热和压制。

热压的温度和压力是关键参数,需要根据复合材料和产品
要求进行调整。

通常情况下,热压温度会使材料软化或熔化,使得基材与
增强材料更好地结合在一起,并形成所需的形状和结构。

最后是后处理。

在完成热压成型后,需要对产品进行后处理以获得最
终的性能和外观。

后处理的方式有很多种,如固化、切割、修整、表面处
理等。

这些后处理操作的目的是进一步改善产品的性能和质量,以满足实
际需求。

总结起来,复合材料热压成型工艺是一项将不同材料进行复合的工艺,通过原材料准备、材料堆叠、热压成型和后处理等环节,可以获得具有特
定功能和性能的材料。

这种工艺具有广泛的应用前景,在航空航天、汽车、电子、建筑等领域有着重要的意义。

复合材料模压成型工艺过程

复合材料模压成型工艺过程

复合材料模压成型工艺过程复合材料模压成型工艺是一种常见的制造工艺,在航空航天、汽车、船舶等领域都有广泛应用。

该工艺通过将不同材料进行层叠组合,然后加热和压缩,使之形成具有优异性能的复合材料制品。

下面将介绍复合材料模压成型工艺的过程。

第一步:预处理在进行复合材料模压成型之前,首先需要对原材料进行预处理。

一般来说,原材料包括树脂基体以及增强材料,如碳纤维、玻璃纤维等。

在预处理阶段,要确保原材料的表面清洁,去除杂质和水分,以保证最终制品的质量。

第二步:层叠组合在预处理完成后,根据设计要求将树脂基体和增强材料进行层叠组合。

通常采用的方式是交替叠放树脂基体和增强材料,以增强材料为主,树脂基体为粘合剂。

这样可以有效提高复合材料制品的强度和硬度。

第三步:放入模具层叠组合完成后,将其放入事先设计好的模具中。

模具的形状和尺寸应与最终产品保持一致。

模具的表面通常需要做防粘处理,以便后续脱模。

第四步:加热放入模具后,通过加热的方式使原材料变软熔化并充分流动。

加热的温度和时间需要根据原材料的种类和厚度来确定,以确保完全固化。

第五步:压缩在原材料充分加热后,施加高压力,将原材料与模具内壁充分接触,使其形成预定形状。

压力的大小和持续时间也需要经过精确控制,以防止产生气泡或松动现象。

第六步:冷却经过加热和压缩后,复合材料开始冷却固化。

在这个过程中,保持模具的压力不变,直至完全固化为止。

冷却时间的长短取决于原材料的性质和厚度。

第七步:脱模当复合材料完全固化后,打开模具,将制成的复合材料制品取出。

在脱模的过程中,需要小心操作,以避免损坏制品表面或内部结构。

通过以上步骤,复合材料模压成型工艺完成。

这种工艺具有制作周期短、成本低、制品质量高等优点,因此在工业生产中得到广泛应用。

复合材料制品具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点,在现代制造业中发挥着重要作用,也在未来的发展中将有更广阔的应用前景。

复合材料注射成型工艺

复合材料注射成型工艺

复合材料注射成型工艺
复合材料注射成型工艺是一种将纤维增强树脂复合材料注射到模具中,通过加热和压力使其固化形成所需的产品或零件的制造方法。

以下是复合材料注射成型工艺的一般步骤:
1. 材料准备:选择适当的纤维和树脂,并按照特定的配比进行混合和预处理。

2. 模具设计和制造:根据产品或零件的要求,设计和制造出适应的模具。

3. 模具准备:在开始注射成型之前,需要对模具进行准备,如涂抹模具表面的防粘剂,以确保成品的顺利脱模。

4. 注射成型:将预处理好的纤维增强树脂复合材料通过注射机注入到模具的空腔中。

注射时,可以施加一定的压力来促进树脂充填和纤维排列。

5. 固化:注射完成后,通过加热和固化剂等方式,使树脂快速固化。

固化过程中,可以控制温度、压力和时间等参数,以确保复合材料的质量。

6. 脱模和后处理:在树脂固化完全后,打开模具并取出成品。

根据需要进行修整、修边、打磨等后处理工序,以达到最终的产品要求。

复合材料注射成型工艺具有高效率、自动化程度高、产品质量稳定等优点,广泛应用于航空航天、汽车、电子、体育用品等领域的零部件制造中。

1。

复合材料的成型工艺与应用研究

复合材料的成型工艺与应用研究

复合材料的成型工艺与应用研究在当今的材料科学领域,复合材料以其优异的性能和广泛的应用受到了越来越多的关注。

复合材料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而成的一种新型材料,其性能往往优于单一材料。

而复合材料的性能不仅取决于组成材料的性质,还与成型工艺密切相关。

本文将对复合材料的成型工艺及其应用进行深入探讨。

一、复合材料的成型工艺1、手糊成型工艺手糊成型是一种古老而简单的复合材料成型方法。

它是在模具上涂刷脱模剂,然后将增强材料(如玻璃纤维、碳纤维等)铺放在模具上,再用刷子或喷枪将树脂均匀地涂覆在增强材料上,使其浸润,最后通过固化得到复合材料制品。

手糊成型工艺的优点是设备简单、投资少、能生产大型制品;缺点是劳动强度大、生产效率低、产品质量不稳定。

2、喷射成型工艺喷射成型是将树脂和短切纤维通过喷枪同时喷射到模具上,然后压实、固化得到复合材料制品。

这种工艺可以提高生产效率,减少人工操作,但纤维含量相对较低,制品的力学性能不如手糊成型的制品。

3、模压成型工艺模压成型是将预浸料(树脂浸渍过的增强材料)放入模具中,在一定的温度和压力下固化成型。

模压成型工艺生产效率高、产品质量稳定、尺寸精度高,但模具成本较高,适合大批量生产。

4、缠绕成型工艺缠绕成型是将连续的纤维或带材通过缠绕机缠绕在芯模上,然后经过固化得到复合材料制品。

缠绕成型可以实现等强度设计,制品的强度高,但设备复杂,只适合生产圆柱形或球形等回转体制品。

5、拉挤成型工艺拉挤成型是将连续的纤维通过树脂浸渍槽,然后在牵引机的作用下通过加热模具固化成型。

拉挤成型工艺生产效率高、产品性能好,但只能生产截面形状不变的制品。

6、树脂传递模塑(RTM)成型工艺RTM 成型是将树脂注入闭合模具中,浸润预先放置在模具中的增强材料,然后固化成型。

RTM 成型工艺可以生产复杂形状的制品,纤维含量高,产品质量好,但模具设计和制造较为复杂。

二、复合材料的应用1、航空航天领域在航空航天领域,复合材料由于其轻质、高强、耐高温等性能,被广泛应用于飞机、卫星、火箭等飞行器的结构件中。

复合材料成型工艺及应用

复合材料成型工艺及应用

复合材料成型工艺及应用引言复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。

复合材料的成型工艺对于材料的性能和应用具有重要影响。

本文将深入探讨复合材料成型工艺及其应用。

成型工艺1. 碳纤维复合材料成型工艺碳纤维复合材料是一种常见的复合材料,其成型工艺有以下几个步骤:1.原材料准备–碳纤维布预浸树脂–模具2.布料叠层–将预浸树脂的碳纤维布按照设计要求叠加在一起3.真空吸气–将叠层的碳纤维布放置在真空袋内–利用真空泵抽取袋内空气,将袋与布料牢固贴合4.热固化–将真空吸气后的碳纤维布置于热压机中进行热固化–在一定的温度和压力下,树脂固化和纤维之间形成牢固的结合2. 玻璃纤维复合材料成型工艺玻璃纤维复合材料是另一种常用的复合材料,其成型工艺包括以下步骤:1.玻璃纤维制备–将原始玻璃熔融并通过喷丝机进行拉伸成细长纤维2.纤维增强–将玻璃纤维与树脂混合物浸渍,使纤维饱和3.成型–将纤维增强的玻璃纤维复合材料放置在模具中–利用压力或真空将复合材料与模具表面充分接触4.固化–在一定的温度和时间下,树脂固化并与玻璃纤维形成牢固结合应用领域复合材料因其独特的性能,广泛应用于以下领域:1. 航空航天业复合材料在航空航天业中具有重要地位。

其轻量化和高强度的特性,使其成为航空器结构中的关键材料。

例如,飞机机翼、机身和尾翼等部件都采用碳纤维复合材料制造,以提高飞行性能和燃油效率。

2. 汽车工业复合材料在汽车工业中的应用越来越广泛。

通过使用复合材料,汽车的整体重量可以降低,燃油效率可以提高。

此外,复合材料还能提供更好的碰撞安全性能和外观设计自由度。

3. 建筑业复合材料在建筑业中的应用也越来越受欢迎。

由于其轻质、高强度和耐腐蚀性能,复合材料可以用于建筑结构、墙体和屋顶等部件的制造。

同时,复合材料还能提供独特的外观效果,满足建筑设计的需求。

4. 化工工业复合材料在化工工业中的应用主要体现在储罐、管道和设备等方面。

复合流体成型工艺流程

复合流体成型工艺流程

复合流体成型工艺是复合材料制备过程中的重要环节,通常涉及以下几个主要步骤:1. 原料准备:包括选择合适的基体材料(如树脂、金属或陶瓷等)和增强材料(如碳纤维、玻璃纤维或其他颗粒、纤维等)。

这些原材料的选择取决于最终产品的使用要求和性能指标。

2. 混炼:将预处理后的基体材料与增强材料进行混合,以获得均匀的材料分散度和增强效果。

混炼可以采用熔融法、溶液法或固相法等多种方法,具体选择应根据材料特性和生产要求进行。

3. 预浸料制备:涉及到将增强材料(如碳纤维)与粘结剂(如树脂)混合,形成预浸料。

这通常包括碳纤维的表面处理和粘结剂的配方调制,以及将碳纤维浸渍到粘结剂中的过程。

4. 模具制作:根据产品的设计要求制作或选择适合的模具。

模具的设计和制造对最终产品的质量有着直接的影响。

5. 成型:将混炼好的材料进行成型,常用的成型方法包括注塑、挤出、压制等。

在成型过程中需要控制温度、压力和速度等参数,以确保产品的质量和性能。

6. 固化:对于树脂基复合材料,固化是一个重要步骤,它涉及通过加热或化学反应使树脂交联固化,从而获得所需的机械性能。

7. 后处理:包括切割、打磨、涂层等步骤,以满足产品的尺寸精度和表面质量要求。

8. 检测与质量控制:对成品进行必要的检测,确保其满足设计规范和使用要求。

9. 包装与出货:最后,合格的产品会被适当包装并送往客户或进入销售渠道。

需要注意的是,不同的复合材料和产品可能会采用不同的成型工艺和流程。

例如,碳陶复合材料的生产工艺流程可能包括热压烧结等特殊步骤,而复合集流体材料的制备可能还会涉及到磁控溅射/蒸镀、水电镀等工艺。

因此,具体的工艺流程可能会根据材料类型、产品要求和生产效率等因素有所不同。

复合材料的制备方法和工艺流程

复合材料的制备方法和工艺流程

复合材料的制备方法和工艺流程复合材料由两种或两种以上不同种类的材料组成,以互补和协作的方式结合在一起。

它是一种现代的、高性能的材料,因其优异的性能被广泛应用于太空、军事、汽车、航空、船舶、建筑和体育器材等领域。

本文主要介绍复合材料的制备方法和工艺流程。

一、材料的选择和设计复合材料的制备首先要遵循“材料设计”的原则,也就是根据所需的性能和用途,选取合适的材料,并进行深入的研究和设计。

选取材料时要考虑它们的成本、可用性、加工性、耐用性、强度、韧性、密度、热性能、电性能、振动等特性。

二、预制备处理预制备处理是指在复合材料制备前,对原材料进行处理。

这些处理旨在改善材料的性能,并准备加工之用。

下面是一些常规的预制备处理方法:1. 纤维的表面处理:纤维的表面处理可以使其更具有附着力、耐水性和化学稳定性。

这可以通过化学处理、表面改性、表面覆盖、氧化、电化学方法和等离子体处理等方式实现。

2. 树脂的过滤:在树脂的制备过程中,可能会产生颗粒物和杂质。

这些颗粒物和杂质会影响树脂的成型性能和强度。

因此,要在树脂制备前对其进行过滤和去除杂质。

三、复合材料的成型方法复合材料的成型方法主要有手工层压、自动层压、注塑成型、挤出成型等。

这些成型方法的选择取决于材料的性质、制备要求和加工成本等因素。

1. 手工层压:手工层压是一种较为简单的成型方法,在制备中使用的是手工制造的“模具”。

首先将纤维和树脂混合成浆状,均匀涂在模具表面。

然后将纤维放在树脂浆上,并依次加上更多的纤维和树脂,直到形成完整的复合材料。

2. 自动层压:自动层压是一种全自动化的制备方法,其原理是在制备过程中使用自动控制系统。

自动层压设备由成型模块和控制系统组成。

在制备过程中,将预处理的纤维或预浸树脂制成所需的形状,并放入模具中,再加上压板和电热片。

控制系统会自动将温度和压力调整到适当的值,以制备出所需的复合材料。

3. 注塑成型:注塑成型主要用于制备高强度、高密度和复杂形状的复合材料。

复合材料成型工艺接触低压成型工艺

复合材料成型工艺接触低压成型工艺

复合材料成型工艺接触低压成型工艺接触低压成型工艺的特点是以手工铺放增强材料,浸清树脂,或用简单的工具辅助铺放增强材料和树脂。

接触低压成型工艺的另一特点,是成型过程中不需要施加成型压力(接触成型),或者只施加较低成型压力(接触成型后施加0.01~0.7MPa压力,最大压力不超过2.0MPa)。

接触低压成型工艺过程,是先将材料在阴模、阳模或对模上制成设计形状,再通过加热或常温固化,脱模后再经过辅助加工而获得制品。

属于这类成型工艺的有手糊成型、喷射成型、袋压成型、树脂传递模塑成型、热压罐成型和热膨胀模塑成型(低压成型)等。

其中前两种为接触成型。

接触低压成型工艺中,手糊成型工艺是聚合物基复合材料生产中最先发明的,适用范围最广,其它方法都是手糊成型工艺的发展和改进。

接触成型工艺的最大优点是设备简单,适应性广,投资少,见效快。

根据近年来的统计,接触低压成型工艺在世界各国复合材料工业生产中,仍占有很大比例,如美国占35%,西欧占25%,日本占42%,中国占75%。

这说明了接触低压成型工艺在复合材料工业生产中的重要性和不可替代性,它是一种永不衰落的工艺方法。

但其最大缺点是生产效率低、劳动强度大、产品重复性差等。

1、原材料接触低压成型的原材料有增强材料、树脂和辅助材料等。

(1)增强材料接触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。

(2)基体材料接触低压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。

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。

复合材料拉挤+编织成型工艺介绍

复合材料拉挤+编织成型工艺介绍

复合材料拉挤+编织成型工艺介绍一、工艺简介复合材料拉挤+编织成型工艺是一种先进的复合材料制造技术,结合了拉挤工艺和编织工艺的优点,能够生产出高性能、高强度、高刚度的复合材料制品。

这种工艺可以广泛应用于航空航天、建筑、汽车、体育器材等领域。

二、工艺流程1. 准备材料:根据制品要求选择合适的增强纤维、树脂以及其他辅助材料。

2. 纤维编织:将增强纤维编织成预设的形状和尺寸,形成编织预制件。

3. 树脂注入:将树脂注入到编织预制件中,使纤维完全浸渍在树脂中。

4. 预固化:在一定温度和压力下进行预固化,使树脂初步固化。

5. 拉挤成型:将预固化的编织预制件通过拉挤模具进行拉挤成型,进一步压缩和排除多余的树脂。

6. 加热固化:在高温下进行加热固化,使树脂完全固化,形成最终的复合材料制品。

7. 冷却和后处理:将制品冷却至室温,并进行必要的后处理,如切割、打磨等。

三、优点和特点1. 高性能:复合材料拉挤+编织成型工艺可以生产出高性能的复合材料制品,具有高强度、高刚度、耐腐蚀等优点。

2. 结构紧凑:这种工艺可以生产出结构紧凑、轻量化的复合材料制品,适用于对重量有较高要求的领域。

3. 可设计性强:可以根据实际需求定制不同的编织预制件和制品尺寸,具有较强的可设计性。

4. 加工效率高:整个工艺流程自动化程度高,加工效率高,可大幅缩短制品生产周期。

5. 环保可持续:该工艺使用的材料多为环保型材料,废弃物可回收再利用,有利于环保和可持续发展。

四、应用领域1. 航空航天领域:复合材料拉挤+编织成型工艺可以用于制造飞机结构件、航天器部件等高性能复合材料制品。

2. 建筑领域:可以用于制造桥梁、建筑支撑结构等高性能复合材料制品,提高建筑物的安全性和耐久性。

3. 汽车领域:可以用于制造汽车车身面板、车架等部件,提高汽车轻量化水平和燃油经济性。

4. 体育器材领域:可以用于制造高尔夫球杆、滑雪板等高性能体育器材,提高运动员竞技水平和运动体验。

复合材料模具成型工艺

复合材料模具成型工艺

复合材料模具成型工艺一、复合材料制备复合材料的制备是复合材料模具成型工艺的首要步骤。

一般而言,复合材料由基体材料和增强材料构成,基体材料通常为塑料、树脂等,增强材料则包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。

在制备过程中,首先需要根据模具成型工艺的要求,选择适当的基体材料和增强材料,并按一定比例混合。

然后,通过热压成型、注射成型、RTM等工艺方法,将基体材料和增强材料进行固化,形成所需的复合材料。

二、成型工艺成型工艺是复合材料模具成型工艺的核心环节。

在成型工艺中,需要根据模具的形状和尺寸,设计并制造出符合要求的模具。

同时,需要选择合适的复合材料,并根据材料的性能和特点,制定出最佳的成型工艺参数。

成型工艺主要包括热压成型、注射成型、RTM等。

其中,热压成型工艺是将预浸料放入模具中,通过加热和加压的方式,使材料在模具中固化成型;注射成型工艺则是将液态树脂注入模具中,然后加入增强材料,通过加热和加压的方式,使材料在模具中固化成型;RTM工艺则是一种闭模成型工艺,通过在模具中放入增强材料,然后注入树脂,使材料在模具中固化成型。

三、热处理工艺热处理工艺是复合材料模具成型工艺中不可缺少的一环。

热处理的主要目的是对复合材料进行固化处理,使其达到所需的物理和化学性能。

在热处理过程中,需要根据材料的性能和特点,选择合适的热处理温度和时间,并控制好加热速度和冷却速度,以避免材料出现变形、开裂等问题。

四、表面处理工艺表面处理工艺是复合材料模具成型工艺中的重要环节之一。

表面处理的主要目的是提高复合材料的表面质量,使其具有良好的外观和耐腐蚀性。

表面处理工艺主要包括打磨、喷砂、涂装等。

在表面处理过程中,需要选择合适的处理方法和材料,并严格控制处理温度和时间,以避免材料出现变形、开裂等问题。

五、质量检测工艺质量检测工艺是复合材料模具成型工艺中的重要环节之一。

质量检测的主要目的是对复合材料的各项性能进行检测和评估,以确保其符合设计要求和相关标准。

碳纤维复合材料和成型工艺

碳纤维复合材料和成型工艺

碳纤维复合材料和成型工艺
碳纤维陶瓷复合材料
碳纤维复合材料和成型工艺
碳纤维复合材料和成型工艺
成型关键技术
铺层设计 表面质量分析 热缩工艺 预吸胶工艺
碳纤维复合材料和成型工艺
铺层设计
包括铺层角度、 铺层顺序、铺层的层数的设计,而且铺层设计是直 接决定材料性能和强度的主要工序。所以在构件的设计中要优先考 虑支撑杆轴向的膨胀系数的要求,还要考虑其强度,并且要针对材 料的实际实用性和加工方式,所以一般的铺层方向都分为轴向和沿 管周铺设两种形式。尤其复合材料的各向异性十分突出,这就决定 了物理性和力学性都要集中在碳纤维轴向,碳纤维轴向与径向的线 膨胀系数为-0.3×10K和12×10K,所以通过不同的铺层比例设 计就可以得到膨胀系数。在计算中因基体树脂为同性材料,所以就 会忽略基体树脂的膨胀变形。当轴向纤维和径向纤维的层数比为3 :2就可以使复合材料在轴向达到膨胀系数要求,最后在根据复合 材料杆的强度和铺层工艺性能要求来最后决定铺层的先后顺序。
碳纤维复合材料和成型工艺
热缩工艺
采用热缩管并利用其自身特性对复合材料进行压实就是热 缩工艺,热缩工艺主要使树脂进行软化,当热缩管达到收 缩温 度的同时就会出现收缩变形的现象,并且口径发生缩 小并被压实。所以在高温固化的状态下热缩材料可以很好 的将热压力进 行传递,并可以消除皱折对复合辅助材料的 影响。热缩工艺需 要一定的温度环境,以保证收缩和压实 的质量。热缩工艺中最 重要的质量参数是加热时间和对温 度的控制。在确定热缩工艺 时以热缩材料的收缩性能为根 据,并充分考虑模具的热容滞后 因素,对具体的复合材料 制件灵活运用。热缩材料的主要方式 为外加热,使用设备 如酒精喷灯和热电吹风,如果条件允许可 以使用烤箱,所 以针对复合材料这一特点就要求在加热的时候 对温度严格 控制,保证低温和短时问加热,避免对热缩材料的 热缩方 式对树脂体系凝胶性能的影响。

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
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。

复合材料成型工艺 模压成型工艺

复合材料成型工艺 模压成型工艺

复合材料成型工艺模压成型工艺模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。

它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内,经加热、加压固化成型的方法。

模压成型工艺的主要优点:①生产效率高,便于实现专业化和自动化生产;②产品尺寸精度高,重复性好;③表面光洁,无需二次修饰;④能一次成型结构复杂的制品;⑤因为批量生产,价格相对低廉。

模压成型的不足之处在于模具制造复杂,投资较大,加上受压机限制,最适合于批量生产中小型复合材料制品。

随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展,压机吨位和台面尺寸不断增大,模压料的成型温度和压力也相对降低,使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展,目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。

模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种:①纤维料模压法是将经预混或预浸的纤维状模压料,投入到金属模具内,在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。

该方法简便易行,用途广泛。

根据具体操作上的不同,有预混料模压和预浸料模压法。

②碎布料模压法将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物,如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块,然后在金属模具中加温加压成型复合材料制品。

③织物模压法将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液,然后放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。

④层压模压法将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物,裁剪成所需的形状,然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。

⑤缠绕模压法将预浸过树脂胶液的连续纤维或布(带),通过专用缠绕机提供一定的张力和温度,缠在芯模上,再放入模具中进行加温加压成型复合材料制品。

⑥片状塑料(SMC)模压法将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料,然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。

⑦预成型坯料模压法先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料,将其放入金属模具中,然后向模具中注入配制好的粘结剂(树脂混合物),在一定的温度和压力下成型。

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复合材料及其成型工艺(作业)1. 纤维增强树脂基复合材料的特点?列举纤维增强树脂基复合材料在日常生活中的应用实例?(至少列举三例)答:特点:(1)优点:1)比强度高,比模量大;2)耐疲劳性好;3)减震性好;4)耐烧蚀性好;5)工艺性好:工艺简单,一次成型;易加工成型;加工周期短。

(2)缺点:1)性能分散大,工艺质量不稳定;2)耐高温性差;3)层间剪切强度差。

应用实例:以碳纤维增强复合材料应用为例(1)航空航天领域碳纤维复合材料与钢材相比其质量减轻75%,而强度却提高4 倍,其最早最成熟的应用当属在航空航天领域,如军用飞机、无人战斗机及导弹、火箭、人造卫星等。

早在1970 年代初期,美国军用F-14战斗机就部分采用碳纤维复合材料作为主承力结构。

在民用航空领域,如波音767和空中客车A310中,碳纤维复合材料也占到了结构质量的3%和5%左右。

近几年随着碳纤维工业技术和航空航天事业的不断发展,碳纤维在这一领域的应用更加广泛,如用于制造人造卫星支架、卫星天线、航天飞机的机翼、火箭的喷焰口、战略导弹的末级助推器、机器人的外壳等。

(2)体育休闲领域体育休闲用品是碳纤维复合材料应用的另一个重要领域,如高尔夫球杆、滑雪板、滑雪车、网球拍、钓鱼竿等。

用碳纤维复合材料制成的球拍与传统的铝合金球拍相比,其质量更轻、手感和硬度更好、对震荡和振动的吸收也更好,且使用寿命大大延长。

同时由于复合材料本身的可设计性,使得制造商在球拍的硬度、弹性、球感、击球性能的设计上,有了更大的想象空间。

而碳纤维钓鱼竿由于其良好的韧性与耐用性,更是被广泛青睐。

近年来,碳纤维复合材料在运动及休闲型自行车零组件方面的应用也非常广泛。

(3)交通运输领域碳纤维增强复合材料在交通运输方面主要是汽车骨架、螺旋桨芯轴、轮毂、缓冲器、弹簧片、引擎零件、船舶的增强材料等,尤其在汽车方面的应用更是潜力巨大。

早在1979年,福特汽车公司就在实验车上作了试验,将其车身、框架等160个部件用碳纤维复合材料制造,结果整车减重33%,汽油的利用率提高了44%,同时大大降低了振动和噪音。

2. 现需要设计一件防弹衣,你准备采用哪种纤维材料?为什么?你所设计的防弹衣结构是怎样的?(画出防弹衣结构示意图)。

答:选用芳纶纤维,例如凯夫拉纤维,用作防弹衣纤维材料,因为凯夫拉由多种化学物质融合而成,其特点是密度高,重量轻,强度高,韧性好,耐高温,乃化学腐蚀,绝缘性能和纺织性好等,用凯夫拉代替尼龙和玻璃纤维,可使避弹衣的重量减轻50%:在单位面积质量相同的情况下,其防护力至少可增加1倍,并且具有很好的柔韧性。

用这种材料制成的防弹衣仅重2-3千克,而且穿着舒适,行动方便。

防弹衣结构:防弹衣的结构主要由衣套和防弹层两部分组成。

衣套常用化纤织物制作,起覆盖和保护防弹层的作用,有的衣套也有一定的防弹作用。

防弹层用金属、玻璃钢、陶瓷、尼龙、凯夫拉(芳纶)等硬质和软质材料单一或复合制作,使弹头、弹片弹开和嵌住,并消释子弹、弹片的冲击动能,对人体起保护作用。

衣套由过去单一的覆盖防弹层的作用,发展到今天的具有防火、防水、伪装等功能的高性能防弹衣套。

防弹层的厚度,根据不同使用对象,以防护性能与穿着舒适之间的最佳平衡数来确定。

防弹层的结构有单一的,也有复合的。

复合的有多种防弹材料的复合,也有防弹材料与减震材料的复合。

防弹材料有的做成整体,也有的做成片状再一片一片搭接起来。

整体的活动不便,目前,刚性材料一般做成片状,穿上身上活动度大,软性防弹材料一般都做也整体性的。

防弹衣结构参见图1,由软面材料制成的防弹衣2和一组防弹块5组成。

防弹块5分别依次装入防弹衣2前、后片上缝制的边沿相互重叠搭接的夹袋1内,以形成鱼鳞状排列的防弹层。

软面材料可以选用透气性好的棉布或其它化纤织布。

防弹块5装入夹袋1后,再将口部缝合,使防弹块5被一个与其形状相当的夹袋完全包覆固定。

夹袋边沿之间的相互重叠部分的宽度在10~15mm范围,以使防弹层形成一个无缝隙又柔软的整体结构。

图1中,3是夹袋的左、右侧边沿重叠部分,4是夹袋的顶侧和底侧的边沿重叠部分。

图2示出了防弹块5的结构,为了增加防弹效果,该防弹块5的表面呈有一定弧度的曲面结构。

所述防弹块5的长、宽尺寸在100mm至120mm为宜。

3. 现在需要制备一批飞机用透波雷达天线罩,你准备采用哪种纤维?哪种树脂?为什么?答:选用纤维材料:玻璃纤维或者石英纤维;因为高性能机载雷达罩一般要求所用的增强材料具有高强度、高模量,界面性能好、耐侯性能好而且介电性能好。

玻璃纤维是应用较广泛的增强材料,有S、E、D、R等类另外还有空心S-2玻璃纤维,其密度低,仅为1.8g/cm3,制得的复合材料拉伸强度可达1.5GPa。

还有一种低介电常数的D玻璃纤维,是一种硅硼纤维(72%-75%的SiO2,23%的B2O3),已达到改善电性能、减小电器件厚度、降低实心雷达罩件重的目的。

石英纤维的电性能优异,热胀系数约为零,硬度高,用该种纤维代替普通的玻璃纤维,可以获得高性能的机载雷达罩,这种雷达罩的透波率大大提高,使用寿命长,减重效果好。

选用树脂材料:氰酸酯树脂;氰酸酯树脂是高性能机载雷达罩及其它要求透波性制品的理想材料,在美国及其它部分国家已经商品化,如氰酸醋5575-2/玻璃纤维和石英预浸料系列。

它们与METL-BOND2555胶膜及X6555人工介质做成的准实心壁天线罩在X(8~12GHz)、Ka(26.5~40GHz)和W(75~100GHz)时,介电常数(ε)和介质损耗角正切(tgδ)变化很小,ε只有典型的环氧和BMI树脂的85%~90%,tgδ值只有其1/3,同时ε、tgδ占值随频率(8~100GHz)及温度(23~232℃)变化很小,是理想的毫米波高性能雷达罩基体材料。

4. 手糊工艺的特点?手糊工艺的流程图?采用手糊工艺你想做什么复合材料制品?(列举两例)答:特点:(1)优点:手工操作为主,设备投资低,成本低,适用于多品种,小批量生产,不受制品尺寸和形状限制。

(2)缺点:生产效率低,劳动条件差,劳动强度大,制品质量不易控制,性能稳定性差,制品强度低。

工艺流程图:手糊工艺成型制品:(1)生产玻璃钢船艇与一般的玻璃钢制品相比,生产过程较为繁琐。

由于船艇尺寸较大,弧面也较多,需要一种可以使产品一体成型的工艺,玻璃钢手糊成型工艺正符合这一条件,它可以很好地完成玻璃钢船艇的制造工作。

到目前为止,手糊成型工艺已经成为了玻璃钢船艇制造中的主要工艺之一。

(2)手糊/喷射成型汽车零部件,其工艺过程包括:1.模具制作;2.涂布胶衣;3.结构层施工;4.产品后处理、产品检验。

湿法 干法 模具储备 涂脱模剂 胶液准备 增强材料准备糊制 固化 脱模 修整 检验 浸渍 烘干 胶布5. 假如你是某个大型复合材料厂厂长,你的产品为食堂等公共场所用复合材料桌椅(年销量很大),为使利润最大化,你准备采用哪种纤维?哪种树脂(列出树脂配方)?哪种成型方法?为什么?答:纤维用木材边角料、木屑、锯末、竹屑和各种天然植物纤维,如秸杆,豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉杆等农村废弃物。

树脂用热塑性树脂:包括所有的通用塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和其他回收料等。

配方:PVC(SG-5)100份,木粉45份,DOP(邻苯二甲酸二辛脂)6份,CaCO35份,ACR-4012份,稳定剂4.5份,铝酸脂偶联剂-XL-955,过氧化苯甲酰等其它助剂等。

成型方法:挤出工艺,其中对纤维塑料挤出时,采用二步预先造粒混合加工法方法。

理由:稳定的原材料是一个正常挤出的首要前提,为了保证对纤维材料的可靠计量,通常有必要采用两步法挤出工艺,对纤维材料进行造粒预先压缩,与一步法直接挤出松散纤维相比,这种预混料方式可以把粉体密度增加到所需要的水平,从而挤出产量可以达到接受的程度,易于流动性得到改进。

再加上粉体密度的均匀性,就保证了挤出过程的一致性。

6. 假如你是某型火箭发动机的设计师,你需要设计制造一个圆筒形火箭发动机壳体,在不考虑成本的前提下,为使所制备的发动机壳体性能最佳,你准备采用哪种纤维预浸料?那类连续纤维预浸料(如:胶布、胶纱带等)?哪种成型方法?为什么?答:采用碳纤维预浸料;连续纤维预浸料采用胶纱带;采用缠绕成型工艺;理由:固体火箭发动机壳体要求复合材料具有高的比强度、比模量和断裂应变。

拉伸模量为265~320GPa,拉伸强度在5GPa左右,断裂延伸率约为1.7%的高强中模碳纤维是理想的壳体增强材料。

碳纤维复合材料壳体PV/W值是K49/环氧的1.3~1.4倍,可使壳体重量再度减轻30%,使发动机质量比高达0.93以上。

此外,碳纤维复合材料还具有有机纤维/环氧所不及的其它优良性能:比模量高,热胀系数小、尺寸稳定性好,层间剪切强度及纤维强度转化率都较高,不易产生静电聚集,使用温度高、不会产生热失强,并有吸收雷达波的隐身功能。

另外,目前最有希望解决未来发动机飞行生存能力的基本材料,预计用高性能碳纤维,加上多功能基体通过特种工艺技术途径,有可能使“三抗”结构材料成为现实。

由于缠绕结构的方向强度比可根据结构要求而定,因此可设计成能充分发挥材料效率的结构,其各部位载荷要求的强度都与各部位材料提供的实际强度相适应,这是金属材料所做不到的。

因此这种结构可获得同种材料的最高比强度,同时它还具有工艺简单、制造周期短、成本低等优点。

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