复合材料成型工艺

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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。

复合材料的成型工艺

复合材料的成型工艺

复合材料的成型工艺复合材料是指由两种或以上组分构成的材料,通过合理的配比和加工工艺,在性质上综合体现出超过单一组分材料的优良性能,具有较好的力学、物理、化学和生物性能等特点。

常见的复合材料有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、陶瓷基复合材料等。

手工层叠成型是最早应用的成型工艺之一,适用于一些特殊形状的复合材料构件的制作。

这种成型工艺的原理是将预浸料层叠在一起,然后经过压力和温度处理使其固化成形。

虽然这种成型工艺操作简单、成本较低,但其生产效率低,工艺控制和质量控制困难。

注塑是一种常用的复合材料成型工艺,广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。

其原理是将预制的纤维增强材料与树脂熔融混合,通过模具将混合物注入至需要的形状中,然后冷却固化。

挤出是一种制备复合材料的连续成型工艺,适用于纤维增强材料含量较高的构件的制备。

其原理是将纤维和树脂混合物挤出成型,通过模具成形后冷却固化。

这种成型工艺能够快速制备大批量的复合材料构件,成本相对较低。

压制是一种常见的复合材料成型工艺,适用于制备高精度、大尺寸的构件。

其原理是将预制的纤维增强材料与树脂层叠放置在模具中,在一定的温度和压力下进行压制成型,然后冷却固化。

压制工艺对模具的要求较高,但可以获得较高的成品质量。

浸渍是将纤维增强材料浸透在树脂中,然后通过挤压或真空吸取等方式使其充分饱和,然后进行固化成型的工艺。

这种成型工艺适用于复杂形状、大尺寸的构件制备,但对工艺环境要求较高。

自动层叠成型是一种用于制备大型、高强度和高精度的复合材料构件的成型工艺。

其原理是通过自动层叠机械将纤维增强材料与树脂按照设计要求进行层叠,并进行热压成型。

该工艺可以实现连续、高效的生产,但对设备的要求较高。

综上所述,复合材料的成型工艺多样,选择合适的成型工艺可以有效提高复合材料的成品率和质量。

不同的复合材料成型工艺在应用领域、成本、工艺控制等方面存在差异,需要根据具体需求进行选择。

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。

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺手工成型是最简单的复合材料成型方法之一,通过将纤维与树脂按一定比例混合,然后手工贴合或涂刷在模具表面上,并经过固化或加热使其成型。

这种方法虽然简单易行,但缺乏精确度和一致性。

注塑成型是一种常用的复合材料成型工艺方法,它通过将预先混合好的纤维和树脂注入到成型模具中,在高温和高压条件下固化成型。

注塑成型具有生产效率高、产品精度高、一致性好等优点,广泛应用于汽车、航空航天等领域。

模压成型是一种适用于高性能复合材料成型的方法,通过将纤维和树脂按一定的层次和方式堆叠放置在模具中,然后在高温和压力下进行固化成型。

模压成型具有成型速度快、成品精度高、性能稳定等优点,适用于生产小批量高性能产品。

层叠成型是一种将纤维和树脂按照一定的顺序和方式层叠堆积起来的成型工艺方法。

通过将纤维和树脂层叠放置在模具中,然后在固化成型过程中施加压力,使纤维与树脂充分结合。

层叠成型具有成型速度快、产品精度高、性能优良等优点,适用于生产大批量产品。

除了上述的成型工艺方法外,还有一些特殊的复合材料成型工艺方法,如真空吸塑、压制成型和挤出成型等。

真空吸塑是一种通过真空抽吸将纤维和树脂吸附到模具表面上,然后通过加热使其固化成型的方法。

压制成型是一种将纤维和树脂放置在模具中,然后施加压力使其固化成型的方法。

挤出成型是将纤维和树脂放置在挤出机中,通过挤压使其形成连续的成型产品。

复合材料成型工艺的选择取决于产品的要求、成本和生产需求等因素。

在选择成型工艺时,需要考虑材料的性能、生产效率、产品精度和成本等因素,并且需要根据实际情况进行综合考虑。

因此,在实际应用中,需要根据不同的情况选择合适的成型方法,以实现最佳的成型效果。

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。

复合材料的成型工艺

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。

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺引言复合材料是由两种或两种以上的材料组成的,具有优异的力学性能和化学性能的材料。

复合材料广泛应用于航空航天、汽车、建筑和体育器材等领域。

复合材料的成型工艺对于最终产品的质量和性能起着至关重要的作用。

本文将介绍几种常见的复合材料成型工艺。

压缩成型简介压缩成型是一种常见的复合材料成型工艺,其基本原理是在高压和高温下将材料固化为所需形状。

该工艺适用于制备具有较大平面尺寸和较简单形状的复合材料制品。

工艺步骤压缩成型的工艺步骤通常包括以下几个步骤:1.材料预处理:将所需的纤维和基体材料进行预处理,以去除杂质和增强其性能。

2.材料层叠:将预处理后的纤维和基体层叠在一起,形成所需形状的复合材料。

3.加热和压缩:将复合材料置于温度和压力控制设备中,进行加热和压缩,以使其固化为最终形状。

4.冷却和固化:完成压缩成型后,将产品冷却至室温,使其固化。

应用案例压缩成型常用于制备平板、管道和简单几何形状的复合材料制品。

例如,在航空航天领域,压缩成型工艺常用于制备飞机机身和结构件。

注射成型简介注射成型是一种适用于制备复杂形状的复合材料制品的成型工艺。

该工艺通过将预先制备好的复合材料注入到模具中,使其形成所需的形状。

工艺步骤注射成型的工艺步骤通常包括以下几个步骤:1.制备模具:根据产品的设计要求,制备出合适的注射模具。

2.材料准备:将纤维和基体材料按照一定比例混合,并加入适量的固化剂和添加剂。

3.注射成型:将混合好的复合材料注入到模具中,并施加一定的压力,使其填充整个模具。

4.固化和脱模:在恰当的温度下,使复合材料固化,并脱模得到最终产品。

应用案例注射成型常用于制备复杂形状的复合材料制品,如飞机翼、汽车车身和管道等。

这种工艺能够实现复合材料的高精度和复杂形状要求。

真空成型简介真空成型是一种利用真空吸力将预处理好的复合材料贴合到模具上,形成所需形状的成型工艺。

真空成型适用于制备较大尺寸的复合材料产品。

工艺步骤真空成型的工艺步骤通常包括以下几个步骤:1.制备模具:根据产品的设计要求,制备出合适的真空吸力模具。

复合材料复合成型工艺研究及工艺参数优化

复合材料复合成型工艺研究及工艺参数优化

复合材料复合成型工艺研究及工艺参数优化复合材料是由多种不同材料组合而成的复合材料,具有轻质、高强度、高刚性、耐高温等优良性能,被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等工业领域。

复合材料的复合成型工艺研究及工艺参数优化,是提高复合材料制备质量和性能的重要环节。

一、复合材料的复合成型工艺研究复合材料的复合成型工艺研究主要包括预浸工艺、自动化布料、层压成型等方面。

1. 预浸工艺预浸工艺是将纤维材料浸渍于树脂固化剂中,形成浸渍纤维材料的过程。

预浸工艺要求纤维材料在浸渍过程中均匀分布树脂固化剂,并保持一定的固化时间。

通过优化预浸工艺的浸渍时间和浸渍厚度,可以提高复合材料的力学性能和热稳定性。

2. 自动化布料自动化布料是指利用机器人或自动化设备将纤维材料按照一定的规律布置在模具中的过程。

通过自动化布料,可以实现纤维材料的均匀布局,减少纤维材料间的空隙,并提高复合材料的强度和刚度。

自动化布料的关键是控制纤维材料的层压顺序和布料角度,通过优化布料工艺可以得到复合材料的最佳力学性能。

3. 层压成型层压成型是将浸渍纤维材料按照一定的层次和顺序排列,经过一定的压力和温度条件下进行加热固化的过程。

层压成型工艺的关键是控制加热温度和固化时间,以及模具的设计和压力的施加方式。

通过优化层压成型工艺,可以得到复合材料的理想结构和性能。

二、工艺参数的优化复合材料的工艺参数包括浸渍时间、浸渍厚度、布料顺序、布料角度、加热温度、固化时间等。

通过优化这些工艺参数,可以提高复合材料的力学性能和热稳定性。

1. 工艺参数优化的方法工艺参数的优化可以采用试验设计方法,通过设计并进行一系列试验,收集不同参数下的复合材料性能数据,利用统计分析方法寻找最佳的工艺参数组合。

常用的试验设计方法包括正交试验设计和响应面法等。

2. 工艺参数优化的影响因素工艺参数的优化受到多个影响因素的综合作用,主要包括纤维材料的性质、树脂固化剂的特性、模具的设计和加热设备的性能等。

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。

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,因此在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。

而复合材料的成型工艺则是制作复合材料制品的关键环节,其质量和工艺水平直接影响着制品的性能和使用寿命。

本文将对复合材料成型工艺进行介绍和分析。

首先,复合材料成型工艺包括手工层叠成型、预浸料成型、压缩成型、注塑成型等多种方法。

手工层叠成型是最早的一种成型工艺,其优点是工艺简单、适用范围广,但劳动强度大、生产效率低。

预浸料成型是目前广泛应用的一种成型工艺,其工艺流程包括预处理、层叠、固化等步骤,可以实现批量生产,但设备投入大、工艺复杂。

压缩成型是将预浸料放入模具中,通过压力和温度的作用使其固化成型,适用于复杂形状的制品,但成本较高。

注塑成型是将预浸料注入模具中,通过高压注射成型,适用于大批量生产,但模具成本高、周期长。

因此,选择合适的成型工艺对于复合材料制品的质量和生产效率至关重要。

其次,复合材料成型工艺的关键技术包括模具设计、预处理工艺、固化工艺等。

模具设计是成型工艺中的关键环节,直接影响着制品的成型质量和形状精度。

预处理工艺包括表面处理、材料切割、层叠等步骤,其目的是提高材料的表面粗糙度和附着力,保证制品的强度和耐久性。

固化工艺是将预浸料在一定的温度和压力下进行固化,使其成型,其控制固化时间和温度是保证制品质量的关键。

最后,复合材料成型工艺的发展趋势是自动化、智能化。

随着科技的发展,自动化设备和智能系统的应用将成为成型工艺的发展方向,可以提高生产效率、降低成本、改善工作环境。

同时,新型复合材料的出现将对成型工艺提出新的要求,需要不断创新和改进成型工艺,以适应新材料的应用。

综上所述,复合材料成型工艺是复合材料制品制造的关键环节,其质量和工艺水平直接影响着制品的性能和使用寿命。

因此,选择合适的成型工艺、掌握关键技术、不断创新和改进,是保证复合材料制品质量的关键。

复合材料成型工艺与设备

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。

复合材料的复合成型工艺分析

复合材料的复合成型工艺分析

复合材料的复合成型工艺分析在现代工业领域中,复合材料凭借其优异的性能表现,如高强度、高刚度、良好的耐腐蚀性等,逐渐成为了不可或缺的重要材料。

而复合材料的性能很大程度上取决于其复合成型工艺。

复合成型工艺是将两种或两种以上不同性质的材料,通过特定的方法和工艺,使其结合成为一个整体,从而获得具有特定性能的复合材料的过程。

常见的复合材料成型工艺包括手糊成型、喷射成型、模压成型、缠绕成型、拉挤成型等。

手糊成型是一种较为传统且简单的复合成型工艺。

它主要依靠人工操作,将增强材料(如玻璃纤维、碳纤维等)铺放在模具表面,然后用刷子或喷枪将树脂涂覆在增强材料上,使其浸润。

经过反复的铺层和涂覆,直至达到所需的厚度和形状。

手糊成型工艺的优点是设备简单、投资少,适用于小批量、大型制品的生产。

但其缺点也较为明显,如生产效率低、产品质量不稳定、劳动强度大等。

喷射成型则是在手糊成型的基础上发展起来的一种工艺。

它通过喷枪将树脂和短切纤维同时喷射到模具表面,然后压实固化。

这种工艺在一定程度上提高了生产效率,减少了劳动强度,并且能够制造较为复杂形状的制品。

然而,喷射成型的制品纤维含量相对较低,力学性能可能不如其他工艺制造的产品。

模压成型是一种高效、高精度的复合成型工艺。

将预浸料或预混料放入加热的模具中,在一定的压力和温度下使其固化成型。

模压成型制品的尺寸精度高、表面质量好、力学性能优良,适用于大批量生产。

但模具成本较高,且对于复杂形状的制品成型难度较大。

缠绕成型主要用于制造圆柱形或球形的复合材料制品。

纤维束或纤维带在控制张力的情况下,按照一定的规律缠绕在芯模上,同时涂覆树脂并固化。

缠绕成型的制品具有较高的纤维含量和良好的轴向力学性能,常用于制造管道、储罐等产品。

不过,该工艺对于制品形状的局限性较大,只能生产回转体类制品。

拉挤成型是一种连续生产的工艺。

将连续纤维通过树脂浸润槽,然后在牵引装置的作用下,经过加热模具固化成型。

拉挤成型的制品具有恒定的截面形状,力学性能好,生产效率高,适用于制造各种型材,如工字梁、槽钢等。

复合材料成型工艺简介

复合材料成型工艺简介
21
AM
0
3.4 w
• 刚性高分子流动性差,由于刚性高分子的链段长,因此流动困难。 • 分子量相同,支链愈多、愈短,粘度愈低,流动愈好。
e. 高聚物分子量分布的影响 在剪切速率小时,分子量分布宽的比分子量分布窄的粘度高。 在剪切速率大时,分子量分布宽的比分子量分布窄的粘度小。 分子量分布不同对流动曲线的影响 1-分子量分布宽; 2-分子量分布窄 f. 其他 树脂含量高 挥发份含量高 纤维长度短 模具光洁 流动性大。过高影响产品质量,增加产品成本。 流动性大。过大产品收缩率大,易生产翘曲变形。 流动性大。但增强效果差。 流动性大。 如: 和模时溢料过多; 纤维与树脂离析; 产品不同部位聚胶、贫胶。
质量不好
22
logη
1 2
logγ
浪费材料
模压料熔体只要求有合适的流动 性,并不是流动性愈大愈好。流 动性过大会产生一系列不良现象。
(2) 模压料的收缩率 模压制品从模具脱出后尺寸减小的特性称模压料的收缩性。这种收缩由 制品的热收缩(可逆收缩)和化学收缩(不可逆收缩)组成。 a b 100 % 实际收缩率 a——制品在压制温度下的尺寸,mm b b——制品在室温下的尺寸,mm cb c——模具空腔在室温下的尺寸,mm 计算收缩率 100 % b
将定量的模塑料或颗粒状树脂与短纤维
的混合物放入敞开的金属对模中,闭模后加 热使其熔化,并在压力作用下充满模腔,形
成与模腔相同形状的模制品;再经加热使树
脂进一步发生交联反应而固化,或者冷却使 热塑性树脂硬化,脱模后得到复合材料制品。
7
金属对 模准备
模塑料、 颗粒树脂
短纤维
制品
加热、加压 涂脱模剂 模压成型 加热 冷却
23

复合材料成型工艺与特点

复合材料成型工艺与特点

复合材料成型工艺与特点复合材料是由两种或两种以上性质互补的材料组合而成的新材料,具有优良的综合性能和广泛的应用前景。

复合材料成型工艺是指通过一系列的工艺步骤,将各种纤维材料与基体材料进行组合,并经过固化或加热处理,最终形成具有设计要求的复合材料制品。

下面将详细介绍复合材料成型工艺的主要类型和特点。

一、手工层压成型工艺手工层压成型工艺是最简单、最常见的复合材料成型方法之一、它的工艺流程包括:纤维预蓋,纤维均匀展开,涂胶粘接,胶粘件覆层,压片封合以及热固化等步骤。

手工层压成型工艺适用于小批量、复杂形状的产品,具有生产灵活,工艺简单的特点。

二、预浸法成型工艺预浸法成型工艺是将纤维材料浸渍于预先混合好的树脂中,形成湿片材,然后通过真空吸附或压片等方法将湿片材排水,再进行热固化。

预浸法成型工艺可分为手工预浸法和机械预浸法两种。

预浸法成型工艺具有纤维含量高、成品质量稳定、生产效率高的特点,适用于生产大批量的复材制品。

三、自动注射成型工艺自动注射成型工艺是将纤维材料和树脂材料分别通过注射器注射到模具中,然后在模具中进行固化,形成复合材料制品。

自动注射成型工艺具有生产效率高、成品质量稳定的特点,适用于生产大规模、复杂形状的复合材料制品。

四、自动层压成型工艺自动层压成型工艺是将纤维材料和树脂材料经自动化装备在复合材料制品模具中进行压制,然后进行热固化。

自动层压成型工艺具有生产效率高、加工质量稳定的特点,适用于生产大规模、平面或简单曲面形状的复合材料制品。

1.材料性能优异:复合材料由纤维增强材料和基体材料组合而成,在力学、热学、电学等方面具有优异的性能,如高强度、高刚度、高耐热性等。

2.重量轻:相比传统金属材料,复合材料具有更轻的重量,可以减轻整体结构的负荷,提高整体产品的使用效率。

3.抗疲劳性能好:复合材料具有较好的抗疲劳性能,能够承受长期循环负荷而不发生破裂或变形。

4.阻燃性能好:由于复合材料通常采用不易燃烧的树脂作为基体材料,因此具有良好的阻燃性能,能够在高温环境下保持材料的稳定性能。

复合材料的成型工艺

复合材料的成型工艺
层叠复合材料、细粒复合材料、连续纤维复合 材料、短切纤维复合材料、碎片增强复合材料和骨 架复合材料等。
第一节 复合材料简述
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
第一节 复合材料简述
二、复合材料用原料
1.增强材料
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。
第一节 复合材料简述
(2)增强材料是承载的主要部分,因而纤维必须具 有很高的强度和刚度。
(3)增强材料与基体有好的结合强度。 (4)在复合材料中纤维必须具有适当的含量、直径
和分布。 (5) 纤维和基体应有相近的热膨胀系数。
第一节 复合材料简述
2. 井喷沉积法(Spray Co-Deposition)
井喷沉积法是运用特殊的喷嘴,将液态金属 基体通过惰性气体气流的作用后雾化成细小的 液态金属流,将增强相颗粒加入到雾化的金属 流中,与金属液滴混合在一起并沉积在衬底上 ,凝固形成金属基复合材料的方法。
图9-5所示是采用井喷沉积法生产陶瓷颗粒 增强金属基复合材料的示意图。
复合材料的一种成型方法,如图9-6所示。 热压成型时,先将粉料与蜡或有机高分子粘结剂混合、加热,利用蜡类材料热熔冷固的特点,把粉料与熔化的蜡料等粘合剂迅速搅合
成具有流动性的料浆,然后将混合料加压注入模具,冷却凝固后成型,即可得致密的、较硬实的坯体。
二、喷射成型工艺(Spray Moulding) (2)液态法 液态法是指基体处于熔融状态下制造金属基复合材料的方法。
下压制成型。
树脂基复合材料(resin matrix composites-RMC)、金属基复合材料(metallic matrix composites -MMC)、陶瓷基复合材料(ceramic matrix

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺

复合材料成型工艺复合材料是一种由两种或两种以上不具备完全相同化学性质的材料组合而成的材料。

由于其独特的性能,如高强度、高刚度、低密度等,被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、建筑等领域。

而制作复合材料制品的过程,也被称为复合材料成型工艺。

复合材料成型工艺一般包括以下几个步骤:原材料准备、定型模具制作、预制、成型和后期处理。

首先,原材料准备是制作复合材料制品的第一步。

这里的原材料包括树脂、纤维、填充料等。

树脂一般选择环氧树脂、酚醛树脂等,而纤维材料可以是玻璃纤维、碳纤维等。

在这一步骤中,需要根据实际应用需求选择合适的原材料,并按照一定的配比进行混合。

接下来是定型模具制作。

制作复合材料制品的成型过程需要借助模具进行塑形。

首先,根据制品的设计图纸,制作出与其形状相符的简单模具。

然后,在简单模具的基础上制作出复杂模具,以获得更高精度和更好的表面质量。

预制是指将原材料按照一定的形状和结构提前处理好,以便后续成型时更加便捷。

在预制过程中,需要将树脂浸渍到纤维材料中,使其充分融合,形成预制品。

这些预制品可以是片状、块状或复杂的三维形状。

成型是复合材料成型工艺中最关键的一个步骤。

成型的方法有很多种,常见的有手工层叠成型、压力成型、真空吸塑成型等。

其中,手工层叠成型是最简单的方法,适用于复杂形状或小批量生产。

压力成型和真空吸塑成型则适用于大批量生产,能够提高生产效率和质量。

最后是后期处理。

完成成型后,复合材料制品需要进行后续处理,如切割、修整、打磨、喷漆等,以获得符合要求的最终产品。

这一步骤是必不可少的,可以提高产品的表面质量和外观。

综上所述,复合材料成型工艺是一个复杂而关键的过程,需要经过原材料准备、定型模具制作、预制、成型和后期处理等多个步骤。

掌握好这些工艺,可以提高复合材料制品的质量和生产效率,满足不同领域的应用需求。

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树脂基复合材料成型工艺介绍(1):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。

模压料的品种有很多,可以是预浸物料、预混物料,也可以是坯料。

当前所用的模压料品种主要有:预浸胶布、纤维预混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC等品种。

1、原材料(1)合成树脂复合材料模压制品所用的模压料要求合成树脂具有:①对增强材料有良好的浸润性能,以便在合成树脂和增强材料界面上形成良好的粘结;②有适当的粘度和良好的流动性,在压制条件下能够和增强材料一道均匀地充满整个模腔;③在压制条件下具有适宜的固化速度,并且固化过程中不产生副产物或副产物少,体积收缩率小;④能够满足模压制品特定的性能要求。

按以上的选材要求,常用的合成树脂有:不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚丁二烯树脂、烯丙基酯、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂等。

为使模压制品达到特定的性能指标,在选定树脂品种和牌号后,还应选择相应的辅助材料、填料和颜料。

(2)增强材料模压料中常用的增强材料主要有玻璃纤维开刀丝、无捻粗纱、有捻粗纱、连续玻璃纤维束、玻璃纤维布、玻璃纤维毡等,也有少量特种制品选用石棉毡、石棉织物(布)和石棉纸以及高硅氧纤维、碳纤维、有机纤维(如芳纶纤维、尼龙纤维等)和天然纤维(如亚麻布、棉布、煮炼布、不煮炼布等)等品种。

有时也采用两种或两种以上纤维混杂料作增强材料。

(3)辅助材料一般包括固化剂(引发剂)、促进剂、稀释剂、表面处理剂、低收缩添加剂、脱模剂、着色剂(颜料)和填料等辅助材料。

2、模压料的制备以玻璃纤维(或玻璃布)浸渍树脂制成的模压料为例,其生产工艺可分为预混法和预浸法两种。

(1)预混法先将玻璃纤维切割成30~50mm的短切纤维,经蓬松后在捏合机中与树脂胶液充分捏合至树脂完全浸润玻璃纤维,再经烘干(晾干)至适当粘度即可。

其特点是纤维松散无定向,生产量大,用此法生产的模压料比容大,流动性好,但在制备过程中纤维强度损失较大。

(2)预浸法纤维预浸法是将整束连续玻璃纤维(或布)经过浸胶、烘干、切短而成。

其特点是纤维成束状,比较紧密,制备模压料的过程中纤维强度损失较小,但模压料的流动性及料束之间的相容性稍差。

树脂基复合材料成型工艺介绍(2):层压及卷管成型工艺1、层压成型工艺层压成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后,放入两个抛光的金属模具之间,加温加压成型复合材料制品的生产工艺。

它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。

该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。

现在,印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。

层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材,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,并且只能生产板材,且规格受到设备的限制。

层压工艺过程大致包括:预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序,如图所示:2、卷管成型工艺卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品成型方法,其原理是借助卷管机上的热辊,将胶布软化,使胶布上的树脂熔融。

在一定的张力作用下,辊筒在运转过程中,借助辊筒与芯模之间的摩擦力,将胶布连续卷到芯管上,直到要求的厚度,然后经冷辊冷却定型,从卷管机上取下,送入固化炉中固化。

管材固化后,脱去芯模,即得复合材料卷管。

卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。

其基本过程是:首先清理各辊筒,然后将热辊加热到设定温度,调整好胶布张力。

在压辊不施加压力的情况下,将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈,然后放下压辊,将引头布贴在热辊上,同时将胶布拉上,盖贴在引头布的加热部分,与引头布相搭接。

引头布的长度约为800~1200 mm,视管径而定,引头布与胶布的搭接长度,一般为150~250mm。

在卷制厚壁管材时,可在卷制正常运行后,将芯模的旋转速度适当加快,在接近设计壁厚时再减慢转速,至达到设计厚度时,切断胶布。

然后在保持压辊压力的情况下,继续使芯模旋转1~2圈。

最后提升压辊,测量管坯外径,合格后,从卷管机上取出,送入固化炉中固化成型。

3、预浸胶布制备工艺预浸胶布是生产复合材料层压板材、卷管和布带缠绕制品的半成品。

(1)原材料预浸胶布生产所需的主要原材料有增强材料(如玻璃布、石棉布、合成纤维布、玻璃纤维毡、石棉毡、碳纤维、芳纶纤维、石棉纸、牛皮等)和合成树脂(如酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等)。

(2)预浸胶布的制备工艺预浸胶布的制备是使用经热处理或化学处理的玻璃布,经浸胶槽浸渍树脂胶液,通过刮胶装置和牵引装置控制胶布的树脂含量,在一定的温度下,经过一定时间的洪烤,使树脂由A阶转至B阶,从而得到所需的预浸胶布。

通常将此过程称之为玻璃的浸胶。

树脂基复合材料成型工艺介绍(3):缠绕成型工艺缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维(或布带、预浸纱)按照一定规律缠绕到芯模上,然后经固化、脱模,获得制品。

根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同,分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种。

(1)干法缠绕干法缠绕是采用经过预浸胶处理的预浸纱或带,在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕到芯模上。

由于预浸纱(或带)是专业生产,能严格控制树脂含量(精确到2%以内)和预浸纱质量。

因此,干法缠绕能够准确地控制产品质量。

干法缠绕工艺的最大特点是生产效率高,缠绕速度可达100~200m/min,缠绕机清洁,劳动卫生条件好,产品质量高。

其缺点是缠绕设备贵,需要增加预浸纱制造设备,故投资较大此外,干法缠绕制品的层间剪切强度较低。

(2)湿法缠绕湿法缠绕是将纤维集束(纱式带)浸胶后,在张力控制下直接缠绕到芯模上。

湿法缠绕的优点为:①成本比干法缠绕低40%;②产品气密性好,因为缠绕张力使多余的树脂胶液将气泡挤出,并填满空隙;③纤维排列平行度好;④湿法缠绕时,纤维上的树脂胶液,可减少纤维磨损;⑤生产效率高(达200m/min)。

湿法缠绕的缺点为:①树脂浪费大,操作环境差;②含胶量及成品质量不易控制;③可供湿法缠绕的树脂品种较少。

(3)半干法缠绕半干法缠绕是纤维浸胶后,到缠绕至芯模的途中,增加一套烘干设备,将浸胶纱中的溶剂除去,与干法相比,省却了预浸胶工序和设备;与湿法相比,可使制品中的气泡含量降低。

三种缠绕方法中,以湿法缠绕应用最为普遍;干法缠绕仅用于高性能、高精度的尖端技术领域。

纤维缠绕成型的优点①能够按产品的受力状况设计缠绕规律,使能充分发挥纤维的强度;②比强度高:一般来讲,纤维缠绕压力容器与同体积、同压力的钢质容器相比,重量可减轻40~60%;③可靠性高:纤维缠绕制品易实现机械化和自动化生产,工艺条件确定后,缠出来的产品质量稳定,精确;④生产效率高:采用机械化或自动化生产,需要操作工人少,缠绕速度快(240m/min),故劳动生产率高;⑤成本低:在同一产品上,可合理配选若干种材料(包括树脂、纤维和内衬),使其再复合,达到最佳的技术经济效果。

缠绕成型的缺点①缠绕成型适应性小,不能缠任意结构形式的制品,特别是表面有凹的制品,因为缠绕时,纤维不能紧贴芯模表面而架空;②缠绕成型需要有缠绕机,芯模,固化加热炉,脱模机及熟练的技术工人,需要的投资大,技术要求高,因此,只有大批量生产时才能降低成本,才能获得较的的技术经济效益。

1、原材料缠绕成型的原材料主要是纤维增强材料、树脂和填料。

(1)增强材料缠绕成型用的增强材料,主要是各种纤维纱:如无碱玻璃纤维纱,中碱玻璃纤维纱,碳纤维纱,高强玻璃纤维纱,芳纶纤维纱及表面毡等。

(2)树脂基体树脂基体是指树脂和固化剂组成的胶液体系。

缠绕制品的耐热性,耐化学腐蚀性及耐自然老化性主要取决于树脂性能,同时对工艺性、力学性能也有很大影响。

缠绕成型常用树脂主要是不饱和聚酯树脂,也有时用环氧树脂和双马来酰亚胺树脂等。

对于一般民用制品如管、罐等,多采用不饱和聚酯树脂。

对力学性能的压缩强度和层间剪切强度要求高的缠绕制品,则可选用环氧树脂。

航天航空制品多采用具有高断裂韧性与耐湿性能好的双马来酰亚胺树脂。

(3)填料填料种类很多,加入后能改善树脂基体的某些功能,如提高耐磨性,增加阻燃性和降低收缩率等。

在胶液中加入空心玻璃微珠,可提高制品的刚性,减小密度降低成本等。

在生产大口径地埋管道时,常加入30%石英砂,借以提高产品的刚性和降低成本。

为了提高填料和树脂之间的粘接强度,填料要保证清洁和表面活性处理。

2、芯模成型中空制品的内模称芯模。

一般情况下,缠绕制品固化后,芯模要从制品内脱出。

芯模设计的基本要求①要有足够的强度和刚度,能够承受制品成型加工过程中施加于芯模的各种载荷,如自重、制品重,缠绕张力,固化应力,二次加工时的切削力等;②能满足制品形状和尺寸精度要求,如形状尺寸,同心度、椭圆度、锥度(脱模),表面光洁度和平整度等;③保证产品固化后,能顺利从制品中脱出;④制造简单,造价便宜,取材方便。

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