复合材料工艺及设备
复合材料工艺及设备最新版资料
复合材料工艺及设备最新版资料复合材料是一种由两种或多种不同材料组成的材料系统，其具有优异的性能和多样化的应用。
复合材料工艺及设备是指用于制造复合材料的特定工艺和设备。
随着科技的不断发展，复合材料工艺及设备也在不断更新和改进。
目前，复合材料工艺及设备的最新进展主要集中在以下几个方面：1.纤维制备技术：纤维是组成复合材料的重要组成部分，纤维的质量和性能直接影响到最终复合材料的性能。
目前，最新的纤维制备技术主要包括原丝制备和纤维处理两个方面。
原丝制备技术主要包括熔融纺丝、湿法纺丝、气体传送纺丝等。
纤维处理技术主要包括表面改性、涂覆等。
2.树脂基体制备技术：树脂是复合材料中的粘结剂，树脂基体的制备技术对复合材料的性能也有重要影响。
最新的树脂基体制备技术主要包括树脂合成、树脂改性、树脂成型、树脂固化等。
3.复合材料成型技术：复合材料的成型技术主要包括手工成型、预浸法成型、自动化成型等。
最新的成型技术主要是指自动化成型技术，该技术利用机器人、控制系统等设备实现复合材料的快速、精确成型，大大提高了生产效率和产品质量。
4.复合材料加工技术：复合材料的加工技术是指对成型的复合材料进行切割、钻孔、铣削、拼接等工艺操作。
最新的加工技术主要包括超声波加工、激光加工、高速切削等，这些技术具有高效、精确、无损等特点。
5.复合材料性能测试技术：复合材料的性能测试是评价复合材料性能的重要手段。
最新的性能测试技术主要包括机械性能测试、热学性能测试、电学性能测试等。
其中，非接触式测试技术和多参数测试技术是目前研究的热点。
随着复合材料的广泛应用，对复合材料工艺及设备的需求也越来越高。
未来的发展方向主要包括提高工艺及设备的自动化水平，提高产品质量和生产效率；开发环保型的工艺和设备，减少对环境的污染和能源的消耗；开展附加值高的复合材料产品的研发和生产。
总结起来，复合材料工艺及设备的最新进展主要包括纤维制备技术、树脂基体制备技术、复合材料成型技术、复合材料加工技术和复合材料性能测试技术。
先进复合材料主要制造工艺和专用设备
先进复合材料主要制造工艺和专用设备中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟中国航空工业发展研究中心 陈亚莉先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点，是理想的航空结构材料，在航空产品上得到了广泛应用，已成为新一代飞机机体的主体结构材料。
复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能，从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。
一些大的飞机制造商在飞机设计制造中，正逐步减少传统金属加工的比例，优先发展复合材料制造。
本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。
复合材料在飞机上的应用随着复合材料制造技术的发展，复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。
复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点：（1）复合材料在飞机上的用量日益增多。
复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示，世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。
最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。
A380上复合材料用量约30t。
B787复合材料用量达到50%。
而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。
复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势，近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。
（2）应用部位由次承力结构向主承力结构发展。
最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。
目前，复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。
主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升，由此带来的经济效益非常显著，也推动了复合材料的发展。
（3）在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。
飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多，如A380和B787飞机上的机身段，球面后压力隔框等，均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透（RFI）工艺制造。
（4）复合材料构件的复杂性大幅度增加，大型整体、共固化成型成为主流。
不同的材料及成型工艺的主要设备及其作用
不同的材料及成型工艺的主要设备及其作用一、概述在制造业中，材料和成型工艺是产品制造的关键因素。
随着科技的不断进步，越来越多的材料和成型工艺被应用于生产过程中。
为了实现高效、高质的制造，主要设备也经历了不断的改进和发展。
本文将对不同的材料及成型工艺的主要设备及其作用进行详细的介绍。
二、材料分类及对应设备1.金属材料金属材料在制造业中占有重要地位，常用的金属材料包括钢铁、铜、铝等。
针对这些金属材料的加工，主要设备包括：熔炼炉、轧机、冲压机、焊接机等。
这些设备的作用是熔炼金属、轧制金属板材、冲压金属零件以及焊接金属部件等。
2.塑料材料塑料材料因其轻便、耐腐蚀等特性广泛应用于各个领域。
针对塑料材料的加工，主要设备包括：注塑机、挤出机、热压成型机等。
注塑机的作用是将熔融状态的塑料注入模具中，冷却后得到所需形状的塑料零件；挤出机则是通过螺杆旋转产生的压力，将熔融状态的塑料挤出成连续的型材；热压成型机则是利用热压工艺将塑料片材热压成所需形状的制品。
3.复合材料复合材料是由两种或两种以上材料组成的新型材料，具有优异的性能。
针对复合材料的加工，主要设备包括：预浸料设备、热压罐、缠绕机等。
预浸料设备的作用是将树脂与纤维预先混合，制成预浸料；热压罐的作用是将复合材料在高温高压下固化成型；缠绕机则是通过将纤维缠绕在芯模上，制成所需形状的复合材料制品。
三、成型工艺与设备的作用1.注塑成型工艺与注塑机注塑成型工艺是一种常见的塑料加工工艺，主要设备为注塑机。
注塑机的作用是将熔融状态的塑料注入模具中，经过冷却固化后开模取出塑料制品。
注塑成型工艺的特点是生产效率高、适用范围广，可以生产各种形状和尺寸的塑料制品。
2.挤出成型工艺与挤出机挤出成型工艺是一种常见的塑料加工工艺，主要设备为挤出机。
挤出机的作用是将塑料原料加热熔融，通过螺杆将熔融状态的塑料推挤出模头，冷却后形成连续的型材或管材。
挤出成型工艺的特点是连续生产、生产效率高，可以生产各种规格的型材和管材。
《复合材料工艺与设备》 第七章 缠绕成型工艺
1、具有经抛光的高精度表面； 2、具有锥度，不小于1/1000(便于脱模)。
7.2.3 芯模设计 P165～169 自学
第七章 缠绕成型工艺
7.3 缠绕规律
7.3.1 概述 7.3.1.1 缠绕规律的内容
课件
所谓缠绕规律是描述纱片均匀、稳定、连续、排布在芯模表面,以 及芯模与导丝头间运动关系的规律。 对缠绕线形的两点要求： （1）纤维既不重合又不离缝，均匀连续布 满芯模表面。
第七章 缠绕成型工艺
7.1.3 缠绕工艺的现状及发展
课件
7.1.3 缠 绕 工 艺 的 现 状 及 发 展
发展方向:高性能材料和功能材料,主要用于高科技领域;军工使用转 向民用；提高自动控制水平，提高生产效率；降低生产成本。
作业：1、干法缠绕、湿法缠绕的特点分别是什么？ 2、缠绕制品的优点是什么？ 3、缠绕制品比强度高的原因是什么？
7.2.1 7.2.1 芯 模 材 料
导热系数对产品固化度的影响； 芯模中水份对产品固化的影响。 7.2.1.3 选择芯模材料应注意的问题 1～4 2.2 芯模的结构形式 7.2.2.1 实心或空心整体式芯模 采用易敲碎的材料或可溶性的盐类。 7.2.2.2 组合式芯模 分瓣式、隔板式、捆扎式、框架装配式，
第七章 缠绕成型工艺
（2）螺旋缠绕 定义： 芯模绕自轴匀速转动，导丝头以特定速度沿芯模轴线方向往复 运动的缠绕方式称螺旋缠绕。
课件
7.3 7.3 缠 绕 规 律
此缠绕方式不仅可以 缠绕圆筒段，而且缠绕端 头(封头)。图7-17。 纤维缠绕轨迹： 由圆筒上的螺旋线 和封头上与极孔相切的 空间曲线组成。
2）在出现与起始切点位置相邻的切点以前，极孔上已经出现了两个或两 个以上切点，即时序相邻切点位置不相邻，这种缠绕线形称为多切点线型。
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。
复合材料工艺及设备
低成本化
通过优化原材料、降低生产过程中的能耗 和物耗、提高生产效率等方式，可以降低 复合材料的制造成本。此外，发展循环经 济和利用废弃复合材料也是降低成本的有 效途径。
总结词
详细描述
降低复合材料的制造成本对于推动其大规 模应用具有重要意义，低成本复合材料在 汽车、建筑、包装等领域具有广阔的市场 前景。
总结词
利用缠绕机将纤维或织物在一定张力下缠绕到芯模上的工艺。
详细描述
缠绕成型工艺是一种常见的复合材料制造方法，通过将纤维或织物在一定张力下缠绕到芯模上，然后在一定温度 和压力下固化成型。该工艺可以制造出各种形状和大小的复合材料制品，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
喷射成型工艺
总结词
将纤维、树脂和其他添加剂通过喷枪喷涂到模具表面，形成一 定厚度的复合材料层。
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复合材料的制造工艺
热压成型工艺
总结词
通过加热和加压将预浸料制成所需形状的工艺。
详细描述
热压成型工艺是一种常用的复合材料制造方法，通过将预浸料放置在模具中，加热 并施加压力，使预浸料在高温高压下塑形成为所需的形状。该工艺适用于各种复合 材料，如碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等。
缠绕成型工艺
航空航天领域
总结词
航空航天领域是复合材料应用的重要领域，主要用于制造飞机、卫星和火箭等高端装备。
详细描述
复合材料具有高强度、轻质、耐高温等优点，能够大幅度提高航空航天装备的性能和安 全性。在飞机制造中，复合材料被广泛应用于机身、机翼、尾翼等关键部位，减轻了飞 机重量，提高了燃油经济性和飞行效率。在卫星和火箭制造中，复合材料用于制造结构
树脂传递模塑成型设备
树脂传递模塑成型（RTM）是一种制造复合材料的 工艺，其中液体树脂被注入到封闭的模具中，并被 纤维增强材料所包围。
14.【复合材料】第3章 层压工艺及设备A
(2)多层压机的结构
图6—12为10层柱塞式下压式多层压机， 其工作台 4和柱塞8相连，工作台两侧由两个 柱塞6支撑，它可升起工作台，主工作缸7和 上横梁1用四根立柱2和螺母联接组成一个机 架．层压机的工作压力是由主缸7中的油液 借助工作柱塞8产生的．在上横粱和工作台 之间安置多层活动手板，压制时，将坯料组 成的叠合体送入平扳之间即可。
(3)多层压机工作过程
玻璃钢板材压制时，将事先配叠好的叠 合体送入两热扳之间，然后加热升到压 制温度，并在此温度下保持一定时间， 然后自然冷却或强制冷却，取出制品． 叠合体的装卸可用手工，也可用机械．
层压设备
思考题
1.复合材料层压板类型及应用领域如何？ 2.玻璃胶布的生产原理及过程如何？ 3.玻璃胶布三大质量指标的控制方法如何？ 4.浸胶机的结构及工作原理如何？ 5.层压工艺原理及工艺过程？ 6.层压工艺常出现的问题及解决方法？ 7.多层压机结构及特点？
（3）组合
由钢板、冷压铁板、衬垫及若干板料的堆迭
组合称为一个叠合体
铁板→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 叠合体组合原则 ：叠合体中的板料，可以 由相同厚度或不同厚度的板料所组成。 组合方式有两种，应对薄板和厚板的质量 都有利
衬垫材料
衬垫材料是夹放在叠合体两面，主要目 的是使板材受压与传热均匀，起到传热 和冷却时的缓冲作用，防止局部过热或 过冷现象，也可以弥补加压时铁板与热 板之间接触不良而造成压力不均。一般 用衬纸作为衬垫材料，也有用石棉布 。
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。
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。
复合材料工艺及设备最新版资料
复合材料的发展概况
1932年 42~45年 44年
46年 50年 49年
诞生于美国 手糊军用雷达罩，远航飞机油箱材料 玻纤增强聚酯树脂。 飞机机身、机翼 与上述改进：玻钢夹层结构 纤维缠绕成型 压制成型，直升机螺旋桨 玻纤预混，对模压制成型
机械式，计算机缠绕 玻纤、聚酯树脂喷射成型 61年 德国，片状模塑料（SMC）问世 63年 FRP板材工业化生产，美、法、日 60年代中 美、日SMC汽车部件，浴盆，船上构件 60年代 棒材、细管、定型截面制品 70年代 拉挤，环向缠绕 树脂反应注射成型（RIM） 增强树脂反应注射成型（RRIM） 卫生器具，汽车零件 60年代
（2）纤维须具备的特点：
• 1)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。 • 2)增强材料与基体有好的结合强度。 • 3)在复合材料中纤维必须具有适当的含 量、直径和分布。 • 4) 纤维和基体应有相近的热膨胀系数。
玻璃纤维表面处理
§1-1、概述
意义：纤维——基体界面的结构和性能对 复合材料的力学性能和物理性能起主要作 用。 如断裂、韧性、腐蚀、刚度、膨胀等。
(3)迁移法
耦联剂直接加入树脂配方中，让它在浸胶和成型 过程中迁移到玻纤表面发生耦联作用。方法简便， 可增加纤维与树脂间的粘结力，提高了强度与电 性能。
2、碳纤
与玻纤不同，一般采用表面活化的办法，提高了 碳纤与树脂复合材料的剪切强度。有液相氧化、 气相氧化、阳极氧化、Co60或中子辐照。
当前常用的模压料品种有 热固性复合材料， 包括SMC、BMC和TMC等；热塑性复合材料
主要成型工艺
手糊、袋压、喷射、树脂注射、模压、缠绕、 连续、离心 手工 异形，小批量产品，投资低、效率低、 重复性差 机械自动化 外形不复杂，批量大产品，连续性、 投资高、效率高、重复性好、性能好
复合材料缠绕成型工艺设备
复合材料缠绕成型工艺设备复合材料缠绕成型是一种常用的制备复合材料制品的工艺方法，该方法通过将纤维材料缠绕在模具上，并结合树脂基体固化形成所需形状。
复合材料缠绕成型工艺设备是用于实现该工艺的专用设备，下面将介绍该设备的主要特点和工作原理。
一、设备特点1.1 自动化程度高：复合材料缠绕成型工艺设备采用先进的自动化控制系统，可以实现整个制造过程的自动化操作，大大提高了生产效率和产品质量。
1.2 精确控制系统：设备配备了精确的控制系统，可以对纤维材料的缠绕角度、张力、速度等进行精确控制，确保制品的质量和性能。
1.3 多功能性：设备可以适应不同形状和尺寸的制品制造，通过更换模具和调整参数，可以满足不同客户的需求。
1.4 节能环保：设备采用先进的节能技术，可以降低能源消耗，减少环境污染。
二、工作原理复合材料缠绕成型工艺设备主要包括纤维材料供给系统、树脂基体供给系统、缠绕机构以及控制系统等组成。
2.1 纤维材料供给系统：纤维材料通常以纱线或带状材料的形式供给，供给系统通过张力控制装置控制纤维材料的张力，保证材料的均匀缠绕。
2.2 树脂基体供给系统：树脂基体通常以液态或半固态形式供给，供给系统通过泵和管路将树脂基体输送到缠绕区域，与纤维材料进行充分混合。
2.3 缠绕机构：缠绕机构是实现纤维材料缠绕的关键部分，它通常由缠绕头、缠绕臂和转动平台等组成。
缠绕头负责将纤维材料沿着设定的轨迹缠绕在模具上，缠绕臂负责控制纤维材料的张力和缠绕角度，转动平台负责使模具进行旋转，以实现整个制造过程。
2.4 控制系统：控制系统用于控制设备的运行和参数调节，通过传感器对纤维材料的张力、树脂基体的流量等进行实时监测和调整，确保制品的质量和性能。
三、应用领域复合材料缠绕成型工艺设备广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等领域。
在航空航天领域，它被用于制造飞机机翼、机身、推进器等部件；在汽车领域，它被用于制造车身、底盘等部件；在船舶领域，它被用于制造船体和推进器等部件；在能源领域，它被用于制造风力发电叶片、太阳能板等设备。
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。
复合材料工艺及设备绪论
2）我国复合材料发展概况 • 1958年 手糊 • 1962年 喷射成型及蜂窝成型 • 1972年 武工大、华东化工、哈建工成立专业 • 1975年 玻璃钢学会 玻璃钢/复合材料 • 1980年 复合材料学会 复合材料学报（北航）
产量（104吨）
产量（104吨）
200
180
160
140
120
103.4
100
80
60
40
27.1
20
2.7
0
1986
146
47.9 24
1996
181 140
美国 日本 中国
35.9
年代
2006
1986－2006年中、美、日热固性玻璃钢产量
3）基体材料方面现状
• 不饱和聚酯树脂（UPR）：2006年年产量达到110万吨。 我国已超过美国成为世界上不饱和聚酯树脂产量与用量 最大的国家。（美国2006年产量为87万吨）。
CM = 增强材料 ＋ 基体材料
由于增强材料和基体材料的不同，因此决定了复合材料 的品种和性能的千变万化。
复合材料的分类：
金属基复合材料
按基体材料不同可分为： 无机非金属基复合材料 树脂基复合材料
理论上形成比较完整体系的是树脂基复合材料
在学习本课程之前，先了解一下本课程中常用的一些代号。
CM 复合材料 FRP 纤维增强塑料 FRTP 纤维增强热塑性塑料 RTM 树脂传递模塑 RIM 反应注射模塑 RRIM 增强反应注射模塑 SMC 片状模塑料 DMC 团状模塑料 BMC 块状模塑料 AS AS树脂，丙烯腈—苯乙烯共聚物
工业器材 10%
《复合材料工艺与设备》第六章层压成型工艺及设备
《复合材料工艺与设备》第六章层压成型工艺及设备第六章层压成型工艺及设备6层压成型工艺及设备6.1概述6.1.1层压工艺的发展现状及前景课件6.1.1层压工艺的发展现状及前景层压工艺：是指将浸有或涂有树脂的片材层叠，在加热加压条件下，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。
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。
第六章层压成型工艺及设备6.1.2层压工艺特点及应用课件6.1.2层压工艺的特点及应用工艺特点：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。
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。
主要应用范围：例如：复铜箔层压板，用于制造印刷电路板。
第六章层压成型工艺及设备6.2胶布制备工艺及设备6.2.1制备工艺6.2.1.1原材料增强材料：课件玻璃布，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。
6.2.16.2.1制备工艺树脂：6.2.1.2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。
第六章层压成型工艺及设备6.2.1.3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)、胶液粘度课件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15~45,不同的布浸透时间不同。
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CM = 增强材料 ＋ 基体材料
1.1 复材发展的概况
第一章 绪论
课件
• 由于增强材料和基体材料的不同，因此决定了复合材料 的品种和性能的千变万化。
• 复合材料的分类：
•
金属基复合材料
• •
按基体材料不同可分为：
无机非金属复合材料
•
树脂基复合材料
• 理论上形成比较完整体系的是树脂基复合材料
第一章 绪论
课件
1.1 复材发展的概况
二、CM的发展历程
• 概况
• 1、 国外复合材料的发展
• 二十世纪40年代，在美国首先出现了手糊工艺（雷达罩、 飞机油箱、汽车外壳、飞机机身、机翼）
• 60年代，缠绕工艺、喷射成型、SMC、拉挤成型工艺、 透明玻璃钢。
• 70年代，RIM及RRIM，热塑性片状模塑料
第一章 绪论
课件
1.1 复材发展的概况
注意：所研究的CM与化合材料、混合材料的区别。 • 主要体现在： • 多相体系和复合效果是复合材料区别于传统的“混合材料”
和“化合材料”的两大特征。 • 举例：砂子与石子混合，合金或高分子聚合物 • 狭义定义： • （通常研究的内容：）用纤维增强树脂、金属、无机非金
课件
第一章 绪论
课件
1.2 CM的基本性能
1.2.2 CM的主要性能特点： 1、轻质高强
是CM最突出、重要的特点，也是研究最多的特点。可 以用比强度（强度/密度），比弹性模量（弹性模量/密 度）来定量描述。
材料名称 钢 铝
玻纤/聚酯CM 碳纤/环氧CM
比强度 0.13 0.17 0.53 1.03
也有特殊情况，例如聚氨脂弹性体复合材料耐磨性能好。 • 复合材料的成本情况：水泥、石膏基CM<树脂基CM<金
属基CM<陶瓷基CM
第一章 绪论
课件
1.3 CM的成型工艺
1.3 CM的成型工艺（树脂基）
• 目前在生产上经常采用的成型方法有16种： • 1、手糊成型——湿法铺层成型 • 2、夹层结构成型（手糊法、机械法） • 3、模压成型 • 4、层压成型 • 5、缠绕成型 • 6、拉挤成型 • 7、注射成型 • 8、喷射成型 • 9、真空袋压力成型
7、其它特点：耐候性、耐疲劳性、耐冲击性、耐蠕变性， 透光性等。
作业：1、复合材料性能的主要决定因素有哪些？ 2、复合材料的主要性能特点有哪些？
第一章 绪论
课件
1.2 CM的基本性能1.2.3 树脂基CM的缺点： Nhomakorabea般情况下
1）、弹性模量低 比钢材小10倍 2）、长期耐热性差 3）、易老化 4）、表面硬度低、耐磨性差
•
2、按照基体不同复合材料怎么分类？
1.2 CM的基本性能
第一章 绪论
• 1.2 CM的基本性能 • 1.2.1 CM的基本性能主要取决于3个方面： • 1 、增强材的性能、含量及分布情况 • 2 、基体材料的性能及含量 • 3 、界面的结合情况 • 燃烧性能主要取决于2、3 • 力学性能主要取决于1、2、3 • 导热、电、耐腐蚀等性能主要取决于2、3
4、热性能好
导热系数小，是金属材料1/100～1/1000；特殊类型的 玻璃钢可耐瞬时高温。
5、耐腐蚀性能好
可以耐酸、碱、盐的腐蚀、海水、微生物腐蚀，适合于 制作化工管道、储罐、船舶等。
第一章 绪论
课件
1.2 CM的基本性能
6、电性能好 a、电绝缘性能好，不受电磁作用； b、微波穿透性好； c、可制作成不带静电的制品。
复合材料工艺及设备
刘雄亚 谢怀勤 主编
第一章 绪论
课件
1.1 复材发展的概况
第一章 绪论
1.1 复材发展的概况
说明：复合材料（Composite Materials ）， 以 下简称CM
一、CM的定义
（各教科书说法不同，意见基本一致，没有完全统一 的说法）
广义的定义：
CM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。
例如：化工厂的天窗 正是由于复合材料的可设计性，我们可以根据制品的
需要重点设计某一种或几种物理性能，一些不需要的性能 可以不去考虑，从而降低总成本。
第一章 绪论
课件
1.2 CM的基本性能
3、工艺性能好 复合材料的工艺性能十分优越，其成型方法多种多样，成型
条件机动灵活。
• 以上三点是复合材料通有的特性。具体到玻璃纤维增强树 脂基复合材料，还具有以下特性：
第一章 绪论
课件
1.3 CM的成型工艺
• 10、压力袋成型 • 11、树脂注射和树脂传递模塑成型 • 12、卷制成型 • 13、真空辅助注射成型 • 14、离心浇铸成型 • 15、片状（团状）模塑成型 • 16、连续板材成型
第一章 绪论
课件
1.1 复材发展的概况
• 在学习本课程之前，先了解一下本课程中常用的一些代号。 • CM 复合材料 • FRP 纤维增强塑料 • FRTP 纤维增强热塑性塑料 • SMC 片状模塑料 • DMC 团状模塑料 • BMC 块状模塑料 • RTM 树脂传递模塑 • RIM 反应注射模塑 • RRIM 增强反应注射模塑 • GMT 热塑性片状模塑料 • AS AS树脂，丙烯腈—苯乙烯共聚物
比模量 0.27 0.26 0.21 0.21
第一章 绪论
课件
1.2 CM的基本性能
• 2、可设计性好 是复合材料区别于传统材料的根本特点之一。
• 可设计性是指：设计人员可根据所需制品对力学及其它性 能的要求，对结构设计的同时对材料本身进行设计。具体 体现在以下两个方面：
• 力学设计——给制品一定的强度和刚度 • 功能设计——给制品除力学性能外的其他性能
第一章 绪论
课件
• 71年以前主要是军工产品，以后开始转向民用品。主要用 于建筑、化工、轻工、交通、造船等工业。
• 无机非金属复合材料的发展状况见P5
• 另外，植物纤维增强的复合材料，近些年来有了较快的发 展：如纸面石膏板，植纤石膏板，水泥板等。
1.1 复材发展的概况
• 作业： 1、复合材料广义的定义是什么？
• 80年代，离心浇铸工艺
第一章 绪论
课件
1.1 复材发展的概况
• 复合材料在国民经济建设和国防建设的各个领域中发挥的 重要作用。例如P3，1～9
• 复合材料在汽车、建筑、造船工业中玻璃钢用量情况见P4， 表1-4。
• （2）我国复合材料发展概况 • 1958年 手糊 • 1962年 喷射成型及蜂窝成型 • 1972年 武工大、华东化工、哈建工成立专业 • 1975年 玻璃钢学会 玻璃钢/复合材料 • 1980年 复合材料学会 复合材料学报（北航）