热压罐成型工艺.
SEET-神鹰-热压罐成型工艺安全性分析
一、热压罐成型工艺热压罐成型技术是航空、航天领城应用最广泛的成型技术之一，它能在宽广范圈内适应各种材料对加工工艺条件的要求。
二、工艺过程包括：1、模具清理和脱模剂涂抹。
2、预浸料裁切与铺叠。
3、真空袋组合系统制作和坯件装袋.真空袋组合系统制作需要采用各种辅助材料，其中包括:真空袋材料(改性尼龙薄膜或聚酸胺薄膜)、橡胶密封胶条、有孔或无孔隔离膜(聚四氟乙烯或改性氟塑料)。
吸胶材料、透气材料、脱模布和周边胶条等。
按图、所示顺序将坯件与各种辅助材料依次组合并装袋，形成真空组合系统。
装袋后应进行真空检漏，确认无误后，便可闭合锁锁热压罐门，升温固化。
1.真空袋.2.透气材料.3.压板04.有孔隔离层5.预浸料叠层，6.有孔脱模布，7.吸胶材料，8.隔离膜面.9.底模板，10.周边挡条.11.周边密封带 12.热压罐金属基板 13.密封胶条，14.真空管路。
4、固化。
各种树脂体系的固化制度，应根据各种不同树脂体系的固化反应特性和物理特性分别给予制定，要慎重考虑加压时机和关闭真空系统的时机。
固化完毕要控制降温速率，以防止因降温速度过快导致制品内部产生残余应力。
5、出罐脱模。
罐内温度降至接近室温时方可出罐脱模。
6、检测与修整。
三、成型过程中的危险性分析由于根据现场使用方介绍，所有预浸料工序均外委完成，该工房主要进行铺料和成型工序，在此仅对成型过程中的危险性进行分析。
1、辅助材料可燃性由下图可以看出，热压罐成型过程的物理化学变化，一般都会达到120-160℃，因此热压罐成型工艺所选择的辅助材料都应该在此温度范围内不应发生化学变化，物理性能稳定。
各种材料均选用阻燃材料，不应存在发生火灾的危险。
2、设备的阻燃性设备的系统分为：罐体、罐门、开门系统、加热系统、冷却系统、加压系统、空气循环系统、真空系统、隔热系统、控制系统等组成，产品的设计均按照国家机电产品安全标准要求设计。
设备的原材料、电气元器件均按照阻燃设计，隔热材料为阻燃材料，不存在发生火灾的隐患。
第4章热压罐成型工艺（PDF）
胶膜压延法
树脂含量可由胶膜 厚度，辊压力与间 距、纤维张力、加 热温度等控制
线速度大，效率高 树脂含量容易控制 挥发分含量低，污染小 制膜和浸渍过程分步进
行，减少对纤维损伤
预浸料制备
大纱束或织物难于浸透 高粘度树脂难于浸渍 设备投资高，纤维用量大
2 辅助材料 Auxiliary material
碳纤维 其热膨胀系数与所成型复合材料构件一致，质量轻，材料模量高，模具
复合材料
刚度大；适用于高精度的大型构件的成型，但材料成本高，耐温低，表 面易划伤，有吸湿问题
玻璃纤维 质量轻，材料价格低；但材料模量低，模具刚度差；一般用于简单成型 复合材料 或型面要求不高的结构
3 模具材料－模具的分类
根据模具用材料
可很好的排除挥发物
4 袋压成型——压力袋成型
密封装置
盖板
压缩空气
空气压缩机
压力袋
特点：
模具
复合材料坯料
通过向橡皮囊构成的压力袋(气压室)内注入压缩空气，实现对 复合材料坯料的加压，也叫气压室成型；
真空袋基础上发展而来，气压均匀垂直作用在毛胚的表面，压 力可达0.25-0.5MPa，对模具强度和刚度的要求较高；
真空薄膜
具有较好的强度、延展性、耐温性、耐磨性和韧性。使用时，用腻子 将成型中的构件密封在模具上，形成真空袋
密封胶带
具有常温下的粘性，高温下密封性好，固化后易清理和贮存时间长等 特点
吸胶材料
可定量吸出复合材料毛坯中的多余树脂，并有一定透气性能的材料。 有吸胶毡、玻璃布、吸胶纸等，其单位面积吸树脂量随材料而异
成型工 艺稳定 可靠
热压罐内的压力和温度均匀，可以保证成型构件的质量稳定。一般热压罐成型 工艺制造的构件孔隙率较低、树脂含量均匀，相对其他成型工艺热压罐制备构 件的力学性能稳定可靠，迄今为止，航空航天领域要求高承载的绝大多数复合 材料构件都采用热压罐成型工艺。
热压罐成型工艺课件
后期处理
修整
对成型后的产品进行修整，去除毛刺、飞边 等。
质量检测
对产品进行质量检测，确保符合要求。
03 热压罐成型工艺参数
温度
总结词
温度是热压罐成型工艺中最重要的参数之一 ，它直接影响材料的物理和化学性质以及产 品的最终性能。
详细描述
在热压罐成型过程中，温度的合理控制对于 确保产品质量至关重要。温度过低可能导致 材料无法充分塑化或流动，影响产品的机械 性能和外观；而温度过高则可能导致材料过 热分解、烧焦或者产生气泡等缺陷。因此， 需要根据材料的特性和产品的要求，选择合
热压罐成型工艺课件
目录
• 热压罐成型工艺简介 • 热压罐成型工艺流程 • 热压罐成型工艺参数 • 热压罐成型工艺质量控制 • 热压罐成型工艺案例分析
01 热压罐成型工艺简介
定义与特点
定义
热压罐成型工艺是一种先进的复合材料制造工艺，通过在高压和高温下将预浸 料放入热压罐中，经过一定的温度和压力作用，使材料发生塑性变形，最终形 成所需形状和性能的复合材料构件。
产品质量检测与控制
01
02
03
外观检测
对热压罐成型的产品进行 外观检查，确保无明显缺 陷和气泡。
尺寸检测
使用测量工具对产品尺寸 进行测量，确保符合设计 要求。
性能测试
对产品进行机械性能测试 ，如拉伸、弯曲、抗压等 ，以确保其满足使用要求 。
05 热压罐成型工艺案例分析
案例一：航空航天领域应用
总结词：热压罐成型工艺在航空航天领域应用广泛，主 要用于制造高性能的复合材料制品，如飞机结构和航天 器部件。 机翼、尾翼和机身等大型复合材料结构件的制造；
热压罐成型复合材料成型工艺的常见缺陷及对策
热压罐成型复合材料成型工艺的常见缺陷及对策热压罐成型复合材料成型工艺是一种广泛应用于航空、汽车、船舶等领域的高性能材料成型技术。
由于其具有质量轻、刚性高、耐高温耐腐蚀等优点，因此备受青睐。
在实际生产中，热压罐成型复合材料成型工艺常常会出现各种缺陷，影响产品质量和性能。
本文将重点介绍热压罐成型复合材料成型工艺中常见的缺陷及相应的对策。
一、气泡气泡是热压罐成型复合材料成型工艺中常见的缺陷之一。
气泡的存在会导致制品的密度不均匀，影响其力学性能和耐久性。
气泡的形成原因主要包括树脂充填不足、工装表面粗糙和工艺参数设置不当等。
对策：1. 提高树脂充填效率，保证充填充分；2. 提高工装表面光洁度，减少气泡的产生；3. 调整工艺参数，如温度、压力和时间，使树脂更好地充填并排除气泡。
二、裂纹裂纹是热压罐成型复合材料成型工艺中另一个常见的缺陷。
裂纹的存在会降低制品的强度和韧性，影响其使用寿命。
裂纹的形成主要受到成型温度、成型压力和成型时间的影响，同时也与工装的设计和加工精度有关。
对策：1. 控制成型温度，避免温度过高导致树脂的膨胀收缩，产生裂纹；2. 合理控制成型压力，保证树脂充填充分但不会过大导致裂纹；3. 控制成型时间，避免过长造成树脂过度固化产生裂纹；4. 设计合理的工装结构，减少应力集中和变形，避免裂纹的产生。
三、毛刺对策：1. 优化模具的设计，减少脱模力和剪切力，避免毛刺的产生；2. 提高模具表面的加工精度和光洁度，减少毛刺的生成；3. 采用表面喷涂、电镀等方法，形成一层平滑的保护层，减少毛刺的产生。
四、变形变形是热压罐成型复合材料成型工艺中常见的内部缺陷。
制品的变形会导致尺寸偏差和形状不规则，影响其使用功能和外观美观。
变形的产生主要与工装设计、成型参数和材料性能有关。
对策：1. 优化工装设计，减少应力集中和变形；2. 调整成型参数，如温度、压力和时间，使成型过程更加稳定；3. 选择合适的复合材料，提高材料的强度和韧性，减少变形的产生。
热压罐成型复合材料成型工艺的常见缺陷及对策
热压罐成型复合材料成型工艺的常见缺陷及对策【摘要】热压罐成型复合材料成型工艺在实践中存在着一些常见缺陷，如材料质量不稳定、成型工艺参数不合理、设备维护不及时、操作人员技能水平不足等问题。
为了解决这些缺陷，可以采取一系列对策：首先要控制材料质量，确保原材料符合标准要求；其次需要优化成型工艺参数，提高成型的精度和稳定性；同时加强设备维护保养，确保设备运行良好；最后要提高操作人员的技能水平，培训和指导操作人员。
通过采取这些对策，可以有效地提高热压罐成型复合材料成型工艺的质量和效率，推动产业的发展。
【关键词】热压罐、复合材料、成型工艺、缺陷、对策、材料质量、成型工艺参数、设备维护、操作人员技能、总结1. 引言1.1 背景介绍热压罐成型复合材料成型工艺是一种常见的制备复合材料的方法，通过热压罐中的高温高压条件，将树脂和纤维材料进行压制成型。
这种工艺具有制备速度快、成型工艺简单等优点，因此在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
在实际生产过程中，热压罐成型复合材料也存在着一些常见的缺陷，如气泡、褶皱、尺寸不一致等问题。
为了提高产品质量和生产效率，需要对这些常见缺陷进行深入分析，并制定相应的对策来解决这些问题。
本文将从控制材料质量、优化成型工艺参数、加强设备维护保养、提高操作人员技能水平等方面进行讨论，为热压罐成型复合材料成型工艺的改进提供参考。
2. 正文2.1 热压罐成型复合材料成型工艺存在的常见缺陷热压罐成型复合材料是一种常用的制备工艺，在许多领域都有广泛的应用。
这种工艺也存在一些常见的缺陷，影响材料的质量和性能。
以下是热压罐成型复合材料成型工艺存在的一些常见缺陷：1. 母材和增强材料不充分混合：在成型过程中，如果母材和增强材料没有充分混合，会导致材料性能不均匀，出现局部强度不足的现象。
2. 难以排气：在热压罐成型过程中，由于材料层间存在气泡，导致成型后出现气孔，影响材料的密实性和强度。
3. 成型温度控制不当：如果成型温度过高或过低，都会影响材料的物理性能，例如过高的温度会导致材料烧损，过低的温度则会影响材料的结晶度。
2-热压罐成型和VARI成型工艺
4.1 VARI成型厚度影响因素
织物所受 的净压力
1
织物的压 缩特性
VARI成型
厚度
2
3 织物与树
脂的相互
作用
4.2 VARI成型压力分析
树脂压力
Pc Pr Pn
为总压力 （大气压力，且保持不变）
预成型体所受的净压力
4.2 VARI成型压力分析
织物处于干态， 净压力为大力
树脂浸入后，树脂 承担一部分压力， 织物净压力减小
真空辅助工艺
液体成型工艺
大型，超大型壳类部件
1.2 VARI成型工艺流程
准备模具
模具清理， 脱模剂的涂抹
喷涂胶衣
材料铺放 封 装
纤维织物，脱模布，
密封胶带，真空袋
导流网，导流管和真空管
抽真空
连接树脂收集器 和真空泵 保压，检查气密性
配树脂
脱泡
导入树脂 脱模修整
按固化工艺固化
2.1 VARI工艺对树脂要求
模拟时间/s 19800 68400 19500
肋
加筋壁板构件 方案1：渗透速度最快，通道干涉。 方案 2：没有干涉，速度过慢。 方案 3 ：没有干涉，速度较快。
方案1 方案3
结束语
复合材料VARI成型技术已成为十分具有活力的复合材料低成本技术，但我国对这项 技术的研究起步较晚，技术不是很成熟，以下几个方面有待于我们进一步研究：
根据具体结构，选择合适 的注胶温度，同时满足粘 度和工艺操作时间要求
2.4 树脂固化特性
树脂固化温度
升温速率0℃/min峰值温度
（固化温度）
不同升温速率下树 脂体系的DSC分析
峰值温度
起始固化温度
最佳交联固化温度范围
碳纤维铺层及热压罐成型工艺
碳纤维铺层及热压罐成型工艺碳纤维是一种轻、高强度的复合材料，具有优异的力学性能和化学稳定性，因此在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到广泛应用。
碳纤维制品的制造过程中，碳纤维铺层及热压罐成型工艺是关键步骤之一。
碳纤维铺层是将碳纤维布按照一定规律和层数铺放于工件模具上的过程。
碳纤维布一般采用预浸料形式，即将碳纤维与树脂预先浸渍，以提高其成型性和力学性能。
在铺放过程中，需要注意碳纤维布的方向和重叠度，以确保最终制品的力学性能和外观质量。
热压罐成型是将铺放好的碳纤维布放入热压罐中，在高温和高压的环境下进行成型的工艺。
热压罐通常由压力容器和加热系统组成。
在加热过程中，树脂预浸料中的树脂会熔化，填充碳纤维之间的空隙，形成固态复合材料。
通过控制压力、温度和时间等参数，可以实现对制品成型过程的控制，确保最终制品的性能和质量。
碳纤维铺层及热压罐成型工艺的关键在于控制各个环节的工艺参数。
首先是铺层工艺中的碳纤维布的方向和重叠度的控制。
碳纤维布的方向决定了最终制品的力学性能，因此需要根据设计要求进行合理的安排。
重叠度的控制则影响了制品的表面光洁度和力学性能的均匀性。
其次是热压罐成型过程中的温度、压力和时间的控制。
温度过高可能导致树脂过热、烧焦或产生气泡等问题，而温度过低则无法使树脂充分熔化。
压力的控制可以调节树脂的渗透性和制品的密实度，影响最终制品的强度和硬度。
时间的控制则决定了树脂的熔化和固化过程，过长或过短的时间都会影响制品的性能。
为了提高制品的表面质量，还可以采用真空辅助成型技术。
在热压罐成型过程中，通过抽取热压罐内的空气，可以减少树脂中的气泡和制品表面的缺陷，提高制品的光洁度和外观质量。
碳纤维铺层及热压罐成型工艺是制造碳纤维制品的重要工艺之一。
合理控制铺层工艺中的碳纤维布方向和重叠度，以及热压罐成型过程中的温度、压力和时间等参数，可以实现制品的成型和质量要求。
随着碳纤维技术的不断发展和应用的扩大，碳纤维铺层及热压罐成型工艺也将进一步完善和优化，为碳纤维制品的制造提供更好的解决方案。
预浸料热压罐成型工艺
预浸料热压罐成型工艺预浸料热压罐成型工艺1. 介绍预浸料热压罐成型工艺是一种先进的复合材料成型技术，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。
本文将深入探讨预浸料热压罐成型工艺的原理、应用以及优缺点。
2. 原理预浸料热压罐成型工艺是一种将纤维增强复合材料与树脂预浸料结合，经过加热和压力处理来实现成型的工艺。
预浸料是将纤维和树脂提前混合搅拌，并在其固化之前储存的一种材料。
在成型过程中，预浸料被放置在模具中，经过加热和高压处理，树脂固化并与纤维形成坚固的结合，最终得到所需的复合材料产品。
3. 应用预浸料热压罐成型工艺在航空航天领域得到广泛运用。
由于其制造的产品具有高强度、轻量化和耐腐蚀性能，能够满足飞机、航天器等高性能应用的需求。
预浸料热压罐成型工艺也逐渐应用于汽车、船舶等领域，用于制造车身结构、内饰件等。
4. 优点预浸料热压罐成型工艺具有以下优点：- 高性能：由于树脂预浸料事先经过完全浸润纤维，成型后的产品具有优异的力学性能，如高强度和刚度。
- 轻量化：相比于传统金属材料，预浸料热压罐成型的产品重量更轻，能够实现结构的重量减轻，提高工作效率和节能。
- 过程可控性：成型过程中的加热、压力等参数可以精确控制，确保产品的一致性和质量稳定性。
- 设计自由度高：预浸料热压罐成型工艺可以实现复杂形状的产品制造，满足不同应用领域对产品外形和结构的要求。
5. 缺点预浸料热压罐成型工艺也存在一些局限性：- 成本高：与传统的复合材料成型工艺相比，预浸料热压罐成型的工艺过程较为复杂，需要较高的设备投资和人工成本。
- 环境影响：树脂预浸料制备过程中可能需要使用有机溶剂等化学物品，对环境造成一定的影响。
- 周期较长：预浸料的固化需要一定的时间，导致成型周期较长，不适用于快速成型需求。
6. 总结预浸料热压罐成型工艺是一种先进的复合材料成型技术，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。
该工艺通过将纤维增强材料与树脂预浸料结合，经过加热和压力处理来实现成型，制造出具有高强度、轻量化和耐腐蚀性能的产品。
热压罐制备工艺
热压罐制备工艺热压罐是一种用于高温高压下进行物质处理和加工的设备。
它广泛应用于化工、食品、医药等行业，在材料的改性、合成和模具制作等方面起着重要作用。
热压罐制备工艺是指将原材料经过特定的处理方式，通过热压罐进行高温高压处理，使其达到预期的效果和质量要求。
一、原材料的准备热压罐制备工艺的第一步是对原材料进行准备。
原材料的选择对最终产品的质量起着决定性的作用。
根据产品的要求，选择合适的原材料，并进行相应的处理，如清洗、研磨等。
同时，需要对原材料进行粉碎、筛分等操作，以保证其颗粒大小的一致性。
二、装料与密封原材料准备好后，需要将其装入热压罐中。
在装料过程中，需要注意保持装料的均匀性和稳定性，以确保后续的高温高压处理过程中的均匀性。
装料完成后，需要对热压罐进行密封，以防止材料在高温高压下的挥发和泄漏。
三、热压处理热压处理是热压罐制备工艺的核心步骤。
在热压处理过程中，需要对热压罐进行加热和施加压力，使原材料在高温高压下发生物理或化学变化。
热压处理的温度和压力的选择需要根据具体的产品要求和原材料的性质进行调整。
同时，需要控制热压处理的时间，以保证产品的质量。
四、冷却与卸料经过热压处理后，需要对热压罐进行冷却，使其温度逐渐降低到室温。
冷却的方式可以是自然冷却或通过冷却介质进行冷却。
在冷却过程中，需要控制冷却速度，以避免产生内应力和热变形。
冷却完成后，可以进行卸料操作，将制备好的产品从热压罐中取出。
五、产品的后处理卸料后，制备好的产品可能需要进行后处理。
后处理的方式可以是清洗、干燥、修整等。
根据产品的特性和要求，选择合适的后处理方式，以使产品达到预期的效果和质量要求。
六、设备的维护与管理热压罐制备工艺的最后一步是对设备进行维护与管理。
热压罐是一种高温高压设备，需要定期检查和保养，以确保其正常运行和安全使用。
同时，需要建立完善的设备管理制度，对设备进行记录和跟踪，及时处理设备故障和异常情况。
总结起来，热压罐制备工艺是一项复杂而重要的工艺过程，需要合理选择原材料，控制好热压处理的温度、压力和时间，以及进行适当的后处理和设备管理。
热压罐成型工艺
热压罐主体
热分布 热压罐主体
按固化产品的尺寸、温度、压力设计，强度 满足高温高压要求，罐体外壁温度≤60℃。
气流矢量分布
热压罐子系统
3 1 3 3 5 加热系统 加压系统 真空系统 进料系统 3 2 3 4 3 6 冷却系统 鼓风系统 控制系统 仪表阀门
3 7
3 8
加热系统
加热系统:
罐内气体温差≤5℃，升温速
仪表阀门
机械式仪表
电子传感器
机械电子式仪表
适合热压罐固化的产品
序号 适用制品形式 层压结构 说 明 复合材料板、梁、肋、框、蒙皮、壁板、共固化件等
夹芯结构
1 结构 胶接结构 形式 缝纫结构 回转结构 板块杆结构 2 尺寸 范围 大型构件 小型构件 特复杂构件
蜂窝夹芯、泡沫夹芯、符合夹心等结构
金属与金属、金属与复材、复材与复材等 缝纫/RFI成型的加肋壁板等 筒体、管体、盒状结构等 板、块、杆等简单结构 热压罐内腔可置放，并不妨碍空气流通的构件，单件 固化 形状不复杂的小尺寸件，一罐多件 不适合制作真空袋构件，不适合均匀加压和加热构件 成型压力、固化温度超过热压罐工作参数的构件。
名称 无纺布 玻璃布 滤纸 玻璃毡
面密度 (g/m2) 100 100 100 100
单位面积吸树脂 量Dxj(g/m2) 200～250 100左右 100左右 150左右
t 热压罐固化的温度压力控制曲线
3 4
5
剥离布
100
80～100
热压罐成型的模具---模具用材料
特点及要求 应具有导热快、比热容低、刚度高、质量轻、热膨胀系数小、耐热、热稳定性好、 使用寿命长、制造成本低、使用和维护简便、便于运输等特点。 材料 铝：轻、导热性好，但热胀系数高、表面硬度低，适合精度、协调关系不高的产 品。 钢：加工精度高、刚强度高、硬度高、使用寿命长，适合大多数产品。缺点是质
热压罐工艺
热压罐工艺
热压罐工艺是一种将压力和温度结合在一起来加工材料的方法。
在这种工艺中，材料被放置在一个密闭的容器中，然后被加热和加压，使其形成所需的形状。
这个过程有以下几个步骤：
1.准备材料：先将需要加工的材料按照需要的形状进行加工和裁剪。
2.组装材料：将加工好的材料放置在热压罐中。
3.加热：然后加热热压罐，并使其达到所需的温度。
4.加压：向热压罐中注入压力，并使其达到所需的压力。
5.保持压力和温度：然后维持热压罐中的压力和温度，在规定的时间内完成所需的处理。
6.冷却：然后冷却热压罐，使材料冷却并凝固。
7.取出成品：最后从热压罐中取出成品，进行检验。
热压罐工艺可以制造各种形状的材料，例如板材、管材、环形件、轮毂、齿轮等。
这种工艺可以实现高精度加工，可以生产高性能材料。
它在制造航空、航天、汽车等领域中得到了广泛应用。
热压罐成型的工艺流程
热压罐成型的工艺流程
热压罐成型的工艺流程通常包括以下步骤：
1. 原料准备：根据设计要求，选择合适的金属板材作为原料，并进行切割和清洁处理。
2. 冲床成型：将切割好的金属板放入冲床中，通过冲剪、冲孔等工艺将板材成型为罐体的各个部件。
3. 焊接：将成型好的各个部件进行角缝焊接，形成罐体的整体结构。
焊接过程中需要控制好参数，避免产生焊缝变形和裂纹。
4. 补焊和磨光：对焊缝进行补焊和磨光处理，提高焊缝的强度和外观质量。
5. 非破坏性检测：使用X射线、超声波、液体渗透等方法对
焊缝进行非破坏性检测，确保焊接质量符合要求。
6. 衬里安装：根据使用要求，将适当材质的衬里板安装在罐体内部，以增强罐体的耐腐蚀性能。
7. 热处理：对整个罐体进行热处理，提高材料的力学性能和耐腐蚀能力。
8. 表面处理：对罐体外表面进行喷砂、抛光等处理，提高外观质量和防腐性能。
9. 防腐涂装：根据使用环境和介质的要求，对罐体进行防腐涂装，增加其耐腐蚀性能。
10. 检验：对成品进行质量检验，包括尺寸、外观、密封性、强度等方面的检查，确保产品质量符合标准。
11. 包装和运输：将合格的成品进行包装，并进行必要的标记和记录，方便运输和安装。
以上是热压罐成型的基本工艺流程，具体的步骤和方法可以根据实际情况进行调整和优化。
国内外复合材料工艺设备发展述评之八热压罐成型
三、发展趋势和挑战
随着科学技术的不断进步和市场需求的变化，复合材料工艺设备的发展趋势 也在不断变化。未来，模压成型设备将更加注重自动化、智能化和绿色化。例如， 通过引入机器人技术和先进的数控系统，实现设备的自动化操作和无人化生产； 通过采用新型的环保材料和节能技术，实现生产的绿色化和可持续性。
然而，在发展的过程中，我们也面临着一些挑战。首先，如何将先进的自动 化技术应用到传统的复合材料生产中，实现两者的有机结合，是一个亟待解决的 问题。其次，随着环保要求的日益严格，如何在保证产品质量的前提下，实现生 产的环保和可持续性，也是一个重要的课题。最后，如何提高设备的可靠性和稳 定性，降低设备的维护成本，也是我们需要解决的一个重要问题。
3、个性化和多样化：随着消费者需求的多样化，复合材料制品的形状、尺 寸和性能也要求更加多样化和个性化。因此，设备制造商需要针对不同领域和产 品的需求，提供更加灵活和多样化的设备方案。
4、智能化和自动化：通过引入人工智能、机器视觉等技术，实现设备的智 能化和自动化控制，可以提高设备的精度和稳定性，减少人工干预和操作失误， 提高产品质量和生产效率。
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存在的问题与挑战
虽然国内外在热压罐成型技术方面取得了一定的进展，但仍存在一些问题和 挑战。具体表现在以下几个方面：
1、设备成本高：目前，高端热压罐成型设备的价格较高，给一些中小型企 业带来较大的经济压力。
2、技术水平有待提高：与发达国家相比，我国在热压罐成型技术方面还存 在一定差距，需要进一步提高技术水平和研发能力。
国内外复合材料工艺设备发展 述评之八热压罐成型
目录
01 引言
03 国内外发展现状
02 热压罐成型技术概述 04 参考内容
引言
热压罐成型复合材料成型工艺的常见缺陷及对策
热压罐成型复合材料成型工艺的常见缺陷及对策热压罐成型复合材料成型是一种常见的制造工艺，它可以生产出具有优良性能的复合材料制品，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
由于材料的特殊性和成型工艺的复杂性，常常会出现各种缺陷，影响产品的质量和性能。
本文将就热压罐成型复合材料成型工艺常见的缺陷及对策进行详细的介绍。
一、常见的缺陷1. 毛细孔毛细孔是指在复合材料制品内部出现的微小气孔。
造成毛细孔的原因有很多，比如树脂固化不完全、吸湿、气泡等，常常出现在厚度较大的复合材料制品中。
2. 气泡气泡是指在复合材料制品内部或表面出现的气体囊泡。
气泡的出现会导致产品密度不均匀，降低其抗压强度和韧性。
3. 残余应力残余应力是指在成型过程中产生，但又没有完全消除的应力。
残余应力会导致产品在使用过程中产生变形或开裂现象。
4. 凹坑和凸起凹坑是指在产品表面出现的凹陷，凸起则是指在产品表面出现的凸起。
这些缺陷会影响产品的外观质量。
5. 产品几何尺寸不合格由于成型过程中操作不当或模具设计不合理等原因，产品的几何尺寸可能出现偏差，不符合设计要求。
二、对策要避免毛细孔的出现，首先要保证树脂的固化充分，可以加长固化时间或提高固化温度。
其次要保持材料的干燥状态，避免吸湿现象的发生。
在成型过程中需要注意排气，尽量避免气泡的出现。
对于气泡的对策，可以采用真空吸气技术，在成型过程中对材料进行真空处理，尽量排除内部空气，减少气泡的生成。
还可以在树脂中添加消泡剂，提高材料的抗气泡能力。
残余应力的消除是一个比较复杂的问题，可以通过优化成型工艺、合理设计模具结构等措施来减少残余应力的产生。
在产品成型后，可以通过热处理或添加应力消除功能层来消除残余应力。
对于凹坑和凸起，可以通过优化模具结构、调整成型参数等措施来改善产品表面质量。
选用适当的脱模剂和表面处理工艺也能减少这些表面缺陷的发生。
产品几何尺寸不合格的原因有很多，可能是成型模具设计不合理，也可能是操作过程中出现失误。
思政1：成型工艺10讲热压罐成型工艺原理
教学单元1热压罐成型工艺-工艺原理课程名称复合材料成型工艺教学单元热压罐成型工艺-工艺原理授课学时2H授课对象复合材料工程技术大二学生（第四学期）授课地点生产性实训基地课程类型理实一体教学分析教学内容◆我国复合材料制造技术：正确处理我国复合材料制造技术与欧美的差距，明确个人职业发展◆成型工艺原理及特点：明确热压罐成型制品高性能高成本原因◆热压罐设备工作原理：加热原理、加压原理、运行特点参考教材◆《树脂基复合材料成型工艺》，航空类专业职业教育系列“十三五”规划教材，西北工业大学出版社，2020年学情分析◆基础知识：具备复合材料手糊成型工艺操作能力，对加热设备有一定认知；◆学习优势：乐于动手，喜欢网络，善于运用网络；◆学习困难：有职业规划，但对复合材料成型工岗位认识不足。
教学目标知识目标能力目标素质目标1.能描述热压罐成型工艺原理2.能描述热压罐的加热加压原理3.能判断热压罐运行状态1.监控热压罐运行时能进行相关记录和急停处理1.培养学生航空报国追求卓越情怀；2.培养学生标准化规范化操作行为素养。
教学重点◆个人发展与国家复合材料制造技术的关系◆热压罐工作原理和工作特点教学难点◆热压罐运行的监控教学设计教学环节教学内容教学目标教学载体教学方法教学资源教学环境课前我国复合材料发展技术认识我国的现状讨论法自主学习法网络视频课中国家复合材料制造技术发展明确个人职业发展依托并促进国家技术发展讨论法头脑风暴法讲授法某航空企业复合材料成型工职业发展路线生产性实训基地：多媒体教室热压罐成型工艺原理及特点掌握热压罐成型工艺原理和热压罐设备特点；明确热压罐成型工艺特点问答法讲授法微课热压罐工作原理掌握热压罐加热加压原理；具备监控热压罐运行的能力问答法讨论法演示法三维动画视频虚拟仿真热压罐设备生产性实训基地：固化间课后复合材料成型工职业能力初步明确复合材料成型工需具备的职业能力某航空企业复合材料成型工能力要求自主学习法讨论法在线课程教学实施课前教师活动学生活动教师课前根据课程标准、竞赛标准、教材等完成课前预习任务设计、课堂活动及教学过程设计、课后复习任务设计，PPT、教案、封装考核评价表的设计。
热压罐成型复合材料成型工艺的常见缺陷及对策
热压罐成型复合材料成型工艺的常见缺陷及对策【摘要】热压罐成型是一种重要的复合材料成型工艺，但常常存在一些常见缺陷，如气泡和孔洞的产生、层间剥离、成型件表面质量不佳以及尺寸精度不达标。
针对这些问题，可以通过优化工艺参数、改进模具设计、采用适当的表面处理方法以及加强设备维护等对策来解决。
通过对常见缺陷的分析及对策的制定，可以有效提高热压罐成型复合材料成型工艺的质量和效率。
对热压罐成型复合材料成型工艺的常见缺陷及对策的研究有着重要的意义，可以帮助生产厂家更好地应对各种挑战，提高产品的质量和竞争力。
【关键词】热压罐、复合材料、成型工艺、常见缺陷、气泡、孔洞、层间剥离、表面质量、尺寸精度、优化工艺参数、模具设计、表面处理、设备维护、质量、效率。
1. 引言1.1 热压罐成型复合材料成型工艺的重要性热压罐成型复合材料成型工艺是一种重要的制造工艺，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等行业。
该工艺可以制备轻质、高强度、耐腐蚀的复合材料制品，具有优异的性能和广泛的应用前景。
热压罐成型复合材料成型工艺在航空航天领域中的应用尤为突出，航空器结构件、航天器密闭结构件等都可以通过热压罐成型工艺来制造。
这些复合材料制品具有重量轻、强度高、抗冲击性好、耐腐蚀等优点，可以有效提高航空器和航天器的性能。
热压罐成型复合材料成型工艺在现代制造业中具有重要的地位和作用。
通过研究和优化该工艺，可以进一步提高复合材料制品的质量和效率，满足不同领域的需求，促进工业的发展和进步。
1.2 存在的常见缺陷常见缺陷是指在热压罐成型复合材料成型过程中常见的问题或不完美现象，影响着成型件的质量和性能。
气泡和孔洞的产生是一个常见的缺陷，可能会导致成型件强度不足或外观质量不佳。
层间剥离也是一个常见问题，会影响成型件的整体结构完整性。
成型件表面质量不佳和尺寸精度不达标也是常见的缺陷现象，会直接影响成型件的外观和整体性能。
了解并解决这些常见缺陷是提高热压罐成型复合材料成型工艺质量的关键。
复合材料制备技术讲义(5)-热压罐成型实例
T300—3000一40B碳纤维性能
T300／HD58层压板物理及力学性能
4、工艺难点分析
（1）蜂窝夹层结构面层密实度控制问题 蜂窝夹层结构面层密实度较难保证。尤其是采用一步法固化成型时， 由于加压固化的支持面为蜂窝芯，造成复材面板加压不均匀，呈凹凸 状，从而导致面层密实度极不均匀，有的甚至出现局部明显分层，造 成力学性能差，面层传剪能力变弱，直接影响结构的使用性能。采取 三步法热压罐固化工艺及软模技术，保证了面层密实度的要求。 （2）两端框与壳体的装配协调问题 火箭仪器舱处于三级箭体上的重要部位。其前后端框与卫星接口支 架、三级储箱的连接要求极其严格，其对接面平面度、圆度、平行度、 方位扭转误差以及对舱体的纵轴垂直度在图纸和技术条件上均有严格 的规定。我们通过改进钣金工艺方法，设置合理的工艺流程，提高铆 接及装配质量来满足仪器舱的装配要求。
1、仪器舱的结构形式及特点 整体采用碳纤维面板／铝蜂窝夹层结构； 前后端面为铝合金端框，前端面与卫星支架相连、后端面 与三级过渡段和整流罩相协调，舱壁上安装了圆盘支架、电
子程配、数字量变换器、振动传感器，小平台支架、爆炸器 等一系列仪器设备。另外，舱壁上还分布着检查窗等开口；
仪 器 舱 呈 截 圆 锥 形 ， 前 框 直 径 为 1248mm ， 后 框 直 径 为 2896mm ，高为 1028mm ，截圆锥形壳体与后端面呈 52.3°的 夹角。
5.2 热压罐结构
分大部分：机械部分、功能部分、控制部分。
机械部分包括罐体、底板与小车、气流控制装置、密封装置等；
功能部分包括加热、加压、抽真空及冷却系统；
控制部分包括温度、压力的手动和自动控制系统； 罐体：为圆筒形压力容器，封头采用压制成型，筒身采用钢板卷筒焊制。 筒身由内外筒组成，加热与冷却装置安装在内外筒之间。罐体内装有风 机，使空气通过内外筒涵道强制循环流动。内筒焊有底板，上置轨道和 小车，制品可由小车进出罐体。 加热装置：采用电加热和空气加热。电加热结构紧凑，方便易控。 冷却装置：强制冷却。
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仪表阀门
机械式仪表
电子传感器
机械电子式仪表
适合热压罐固化的产品
序号 适用制品形式 层压结构 说 明 复合材料板、梁、肋、框、蒙皮、壁板、共固化件等
夹芯结构
1 结构 胶接结构 形式 缝纫结构 回转结构 板块杆结构 2 尺寸 范围 大型构件 小型构件 特复杂构件
蜂窝夹芯、泡沫夹芯、符合夹心等结构
金属与金属、金属与复材、复材与复材等 缝纫/RFI成型的加肋壁板等 筒体、管体、盒状结构等 板、块、杆等简单结构 热压罐内腔可置放，并不妨碍空气流通的构件，单件 固化 形状不复杂的小尺寸件，一罐多件 不适合制作真空袋构件，不适合均匀加压和加热构件 成型压力、固化温度超过热压罐工作参数的构件。
热压罐主体
热分布 热压罐主体
按固化产品的尺寸、温度、压力设计，强度 满足高温高压要求，罐体外壁温度≤60℃。
气流矢量分布
热压罐子系统
3 1 3 3 5 加热系统 加压系统 真空系统 进料系统 3 2 3 4 3 6 冷却系统 鼓风系统 控制系统 仪表阀门
3 7
ห้องสมุดไป่ตู้
3 8
加热系统
加热系统:
罐内气体温差≤5℃，升温速
度1～8℃，要求可调。
加热器、热电偶、热控元器件
冷却系统
冷却系统示意图 水箱和泵站
循环水冷却，降温速度0.5～6℃/min，可调。
螺杆式压缩机、一级储罐、控制阀、增压器、二级储 罐、冷冻式干燥机、管路过滤器和压力表。 加压系统：充气加压，截止为空气或惰性气体，最大压 力工艺确定，压力可调；有安全防爆、放气设置
压力、真空、冷却的
显示与控制装置，计 算机及控制程序软件， 安全报警….. 控制系统： 计算机显控的自动控制，可人工控制；温度、压力、 真空有指示仪表和记录仪，工件温度和罐内气体温度 可独立控制，温度、压力设安全控制，开门关门设安 全检查与自锁机构。
进料系统
双小车进料
桥架式进料系统
小车、连接桥、地面轨道……
量大，热容量高。 铸钢或铸铁：可代替钢降低成本，但各点温差大、表面容易产生砂眼。 橡胶：随形好、易于配合，适合于制造共固化模。缺点是尺寸稳定性差。 玻纤复合材料：质量轻、成本低，适合于简单型面制品。缺点是材料的模量低。 碳纤复合材料：轻、模量高、刚性好、与碳纤维复材构件的热胀系数一致，能够 赋予制品高精度。缺点是成本高。 木材：质轻价廉，适合制造一次性使用的模具。
布
3 芳纶纤维 单向纤维
溶剂法
热熔法 溶剂法
布 4 其它纤维 单向纤维
环氧 环氧、氰 酸酯等
溶剂法 溶剂法
航天、电器等特殊用途
热压罐固化的特点
序号 1 2 特点 说明 使用气体加压，压力通过真空袋作用到制品表面，各点法 压力均匀 向压力相等，使制件各处在相同压力下固化成型。 温度均匀， 罐内为循环热气流给工件加热，各处温度温差小。同时配 可调控 置冷却系统，使温度可严格控制在工艺设置范围内。 优 模具较简单，效率高；既适合于大面积复杂型面的板、壳， 适用范围 点 也适合于简单形状的板、棒、管、块，还可用于胶接装配； 广 小型件可一次多件同时固化。
3
4
成型工艺 压力、温度均匀，可调可控，使成型或交接制品质量一致、 稳定、可 可靠；孔隙率低、树脂含量可控并均匀；加压时可抽真空， 靠 使低分子物易于排出。
热压罐接轨复杂、造价高，投资大；每次使用时不仅消耗 缺 投资大、 水、电、气等能源，还需要真空袋膜、密封胶条、吸胶毡、 点 成本高 隔离布等辅助材料，使生产成本较大幅度增加。
鼓风系统
风 机 系 统 结 构 图 机 械 密 封 结 构 图
电动机、风扇、导风板、冷却与 润滑机构…… 鼓风系统： 罐内风速1～3m/s，噪声≤60dB
真空系统
真空泵、真空罐、真空表、 真空管路…… 真空系统： 罐内真空管路及接头满足抽真空 工艺要求，通常有多路连接，真
空度可调。
控制柜，温度、
热压罐内部
通用型热压罐主要技术参数：
真空度：0～0.1MPa
正压力：0～5MPa
热压罐外观
加热温度：室温～400℃
热压罐系统要为复合材料的聚合反应创造一个理想的温度和压力环境，它是 由热压罐主体和一系列的子系统组成的，主要包含以下几个部分： 1、热压罐主体； 2、加压系统；3、真空系统；4、加热系统； 5、冷却系统；6、进料系统；7、控制系统；8、鼓风系统；9、仪表阀门
5
热压罐成型工艺流程
预浸料下料 铺叠毛坯 预吸胶 毛坯修整 加工处理 检验入库 铺叠毛坯件 制真空袋 无损检测 脱 模 固 化
热压罐成型工艺流程
真空检漏 工件入罐
降
温
保温保压
加
压
开升温程序
降压停机
工件出罐
热压罐固化流程
热压罐成型工艺控制
常用吸胶材料的吸胶量 T
真空度曲线 温度曲线 压力曲线
序 号 1 2
名称 无纺布 玻璃布 滤纸 玻璃毡
面密度 (g/m2) 100 100 100 100
单位面积吸树脂 量Dxj(g/m2) 200～250 100左右 100左右 150左右
t 热压罐固化的温度压力控制曲线
3 4
5
剥离布
100
80～100
热压罐成型的模具---模具用材料
特点及要求 应具有导热快、比热容低、刚度高、质量轻、热膨胀系数小、耐热、热稳定性好、 使用寿命长、制造成本低、使用和维护简便、便于运输等特点。 材料 铝：轻、导热性好，但热胀系数高、表面硬度低，适合精度、协调关系不高的产 品。 钢：加工精度高、刚强度高、硬度高、使用寿命长，适合大多数产品。缺点是质
热压罐成型工艺
主讲人：陈孝银
主要内容
热压罐及其功能
热压罐主体及子系统
热压罐成型的产品 热压罐固化的特点 热压罐成型工艺控制 热压罐成型模具 热压罐成型注意事项
热压罐及其功能
特点：热压罐是固化树脂基复合 材料制品的装置，具有加热、保 温、冷却、加压、抽真空5项功能， 所固化的制品孔隙率低、品质一 致性好，适合于板壳类制品固化。
3
局限 性 特高压力、 高温构件
板状构件固化
轴类构件固化
热压罐成型用材料
序号 增强纤维 增强形式 单向纤维 1 碳纤维 多向织物 布 单向纤维 2 玻璃纤维 主体树脂 制造方法 说明
环氧、 BMI 氰酸酯等
环氧 环氧 酚醛 环氧 环氧 酚醛 环氧
目前主流，力学性能优，多 热熔法（干法） 用于承力构件 溶剂法（湿法） 溶剂法 溶剂法 热熔法 溶剂法 特殊用途，航天航空多，工 艺成本高 较多，多用于次承力构件 较多，次承力构件、透波结 构等，成本低 较多，次承力构件、透波结 构、装饰结构等，成本低 应用少，用于吸能抗冲击结 构，后加工困难