热压罐成型工艺ppt课件
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；
热压罐固化成型工艺流程
热压罐固化成型工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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再次美化后-2单元4讲热压罐成型-封装
真空袋组成
08 均压板
均压板是有一定刚度的光滑板，它拥有 与成品相同的尺寸和表面形状，并与复 合材料铺层直接接触，主要作用如右：
①使制件与真空袋接触的表面光滑； ②防止排出过多的树脂； ③使转角保持光滑，防止变厚度区域发生褶皱； ④通过轻轻按压可以调整制件的外形； ⑤甚至可以辅助对整个零件上的压力进行重新分配。 均压板可采用金属，若是软模，则是未硫化的橡胶， 可重复使用6～10次。
树脂基复合材料成型工艺
——热压罐成型-封装
学习目标
01
能正确选择真空 袋辅助材料
02
能完成真空袋 的制备
热压罐成型制备的航空复合材料结构 件的成本为1.5~2万元/kg，除了热压 罐初始投资成本高，真空袋辅助材料 的消耗也是很重要的一个因素，下图 为典型固化真空袋系统，你能说出各 序号指代的材料名称和作用吗？
THANK YOU
尺寸：挡条的高度应该比固化后层合板的厚
度稍高，或与层合板、分离膜以及吸胶材料
组成的厚度大致相等。
档
条
真空袋组成
03 热电偶
用于监测固化时的温度变化，以确保生产出 满足规范要求的高质量复合材料零件。每间 隔500mm安放一个热电偶，整个固化体系至 少需要安放两个热电偶。 位置：升温最快和最慢的地方，安放位置不 应破坏零件表面，可放在制品的加工余量处， 或可包住贴于模具上面。
真空袋组成
11 随炉件 13 底模板
如果需要制备随炉件考察固化工艺， 真空袋内还需使用铝板或钢板作为底 模 板 ， 铺 叠 200mm×200mm×16 层 平 板随炉件，用于固化脱模后测三点抗 弯强度和层间剪切强度等。
真空袋组成
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
碳纤维铺层及热压罐成型工艺是一种现代高科技制造工艺，采用先进的机械加工和材料技术，使得强度、硬度、耐磨性和抗腐蚀性等性能均得到了很大的提升。
热压罐成型工艺适用于生产大型复杂形状的碳纤维复合材料零件，可以减少零件生产时间和人工成本，并实现更多的一次成型。
本工艺具有高效性、经济性、环保性等优点，已经成为一种被广泛应用的高新技术生产工艺。
碳纤维铺层是碳纤维复合材料制造中的关键工序之一，是在基材表面按照固定规律排列并定量铺设碳纤维的过程，其目的是增加复合材料的强度和硬度。
这个过程需要精湛的技术和丰富的经验，还需要科学合理的设备和工具来确保质量。
碳
纤维铺层的关键是布放精度和速度的控制，以及合理的模具设计和模具材料的选择。
热压罐成型是一种采用高温和高压作用下进行复合材料成型的工艺，利用热压罐对铺设好的碳纤维进行高温高压的压制，以达到改善材料力学性能和提高材料
综合使用性能的目的。
在此工艺中，热压罐内部装有模具，模具可以根据需要进行加热和冷却，通过特殊设备对罐内空气进行排放和加压，使得模具内残余气体被压到无法在材料中产生气泡，从而保证了复合材料的密度和质量。
总之，碳纤维铺层及热压罐成型工艺是一种颇具现代化和科技化的高新技术生产工艺，通过优化设计和研发，可以使复合材料零件的生产效率和质量得到极大的提升。
同时，这种工艺也对推动保证性能和降低能耗、提高环保意识等方面具有重要意义。
再次美化后-2单元5讲热压罐成型-固化
——热压罐成型-固化
学习目标
01
会连接真 空接头
02
03
04
会整理 真空袋
会概括工艺参数 会处理固化 设置基本原则 过程中的破袋
01 真空袋与热压罐连接
01 热电偶连接
作用： 监控固化过程中制件是否受热均匀、固化均匀
温度信号
工 作 原 热电动势信号 理
连接注意事项 两查验两记录
温度
查验是不是两个以上 查验是不是距离500mm以上
记录热电偶在工装中位置 记录热电偶在热压罐中位置
02 真空接头连接
➢ 真空袋中的真空接头需要连接热压罐中的真空接头，热压罐真空 系统工作时才能对制件的整个工装进行抽真空并检测真空度。
➢ 真空连接时，左手扶住真空袋中的真空接头，右手持热压罐中真 空接头，除了注意要握住卡环并往下松动，同时特别要注意右手 掌心要悬空，避开手作用于真空接头和软管的连接处，听到“咔 哒声”即完成连接。
个真空袋，听到“嘶嘶嘶”的进气声音则能确定漏 气点，使用腻子胶条修补即可 ➢ 若检测不出漏点真空度又不合格，重新制备真空袋
03 工艺参数的设置
温度
使树脂流动， 并为固化提 供能量
压力
压实、防分 层、控制胶 含量和形状
真空
定位，防止加压 介质进入，排出 气体、水分和低 分子物质
时间
应使树脂充
分固化
升温速率
1~3℃/min 太快固化 不均匀
降温速率
＜3℃/min，太 快，热应力导 致变形
加压时机
凝胶前后几分钟， 太早，树脂外溢、 贫胶，太晚，富 胶、孔隙高
零吸胶常温加压 预浸料
工艺参数设置基本原则
04 固化中挥发性气体排出
热压罐成型工艺PPT课件
模具设计应满足热压罐温度场要求，使热气 流畅通，耐温性足够，热容量小
模具设计时应考虑制品能够顺利脱模，必要 时设计辅助脱模机构
在需要时，应在模具设计时同时考虑随炉试 件的成型
模具设计中应根据产品的公差要求和成型收 缩率、模具材料热膨胀系数进行容差分配
热压罐固化的温度压力控制曲线 4 玻璃毡 100
100左右 150左右
5 剥离布 100
80～100
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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 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。
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热压罐主体
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℃。
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热分布 气流矢量分布
热压罐子系统
31 加热系统 3 加压系统 35 真空系统 73 进料系统
23 冷却系统 43 鼓风系统 63 控制系统 83 仪表阀门
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是一种将预涂树脂纤维增强材料制成二次成型件的工艺。
该工艺具有生产效率高、质量稳定、材料利用率高等优势，因而在航空、航天等领域中得到广泛应用。
该工艺的主要步骤包括预处理、层叠压制、热固化、表面处理、修整和装配等。
首先，在预处理阶段，需要将预浸涂料进行干燥以去除其中可能残留的挥发性成分，保证湿含量的一致性。
接下来，在层叠压制阶段，将预处理后的预浸涂料叠在一起，并应用一定的压力，对其进行成型。
在热固化阶段，将已经成型的材料在一定的温度和时间下进行热处理，使其达到固化状态。
在表面处理阶段，需要对材料进行表面清理，如去除表面毛刺、划痕等缺陷，为下一步修整与装配工作做好准备。
在修整和装配阶段，需要对材料进行精细的修整，以确保其几何形状和尺寸精度，并进行一定的装配工作，使其成为成品阶段可用的二次成型件。
预浸料热压罐成型工艺具有以下优点。
首先，与传统的成型工艺相比，预浸料热压罐成型工艺具有生产效率高的优势，可以在较短的时间内生产出大规模的产品，节约了时间和人力成本。
其次，该工艺在制造过程中易于控制和重复，使得产品的质量稳定和可控性强。
同时，该工艺在制造采用纤维增强材料时，能够利用材料的性能潜力，达到更优越的机械性能和形状稳定性，给产品的使用带来更大的保障。
此外，该工艺还是一种材料利用率高的成型工艺，能够使纤维增强材料的浪费量降至最低。
综上所述，预浸料热压罐成型工艺是一种高效、稳定、可控的二次成型工艺，为航空、航天、运动器材等领域的快速制造提供了有效的解决方案。
未来，该工艺有望在更多领域得到应用，成为材料制造的重要成型技术之一。
热压罐成型工艺
热压罐成型工艺
热压罐成型工艺是一种常见的金属热压成型技术，它可以用于制
造各种复杂形状和形状的金属罐体。
它是一种比传统成型技术更快速、节省材料成本和时间的高级成型技术。
热压罐体成型作业步骤是：首先，金属材料将放入冷压模具中；
接着，金属材料会受到模具的热压力，造成内部压强；接下来，内部
压强会使金属材料流动形成所需的罐体形状；最后，罐体的外形将随
着模具的热压而定型，形成弹性的外形形状。
热压罐体成型工艺具有良好的钢板成型能力和板材的成型性能，
它可以快速制作复杂形状的金属罐体，更容易操纵，尤其适用于深度
和弧度比较大的罐体成型。
由于热压工艺在板材中有较大的内在压缩
应力，因此热压罐体可以更稳定地保持形状，有较强的抗弯、抗扭和
抗压能力。
另外，由于热压罐体成型技术可以有效地把金属材料曲折成所需
的形状，使其表面光洁，从而有效减少后期整形工艺，在某些情况下
也可以省去机加工步骤，降低成本增加效率。
收尾语：热压罐体成型工艺是快速、节省材料成本和时间的高级
成型技术，它可以有效减少后期整形工艺，更有效地制造复杂形状的
金属罐体，节约成本，提高效率。
热压罐成型技术
热压罐成型技术热压罐成型技术是一种常用的金属成型工艺，通过加热和压力作用，将金属材料加工成所需形状和尺寸的零件。
这种技术在航空航天、汽车制造、机械制造等领域得到了广泛应用。
热压罐成型技术的工艺流程通常包括以下几个步骤：原料准备、预热、成型、冷却和后处理。
首先，需要准备好所需的金属材料，并根据设计要求切割成适当的尺寸。
然后，将金属材料放入预热设备中进行加热，以提高材料的塑性和可塑性。
在进行成型前，需要将预热后的金属材料放入热压罐中，并施加适当的压力。
这样可以使金属材料在高温和高压的环境下发生塑性变形，从而实现所需的形状和尺寸。
成型过程需要控制好温度和压力，以保证成品的质量和性能。
成型完成后，需要将成品从热压罐中取出，并进行冷却。
冷却过程可以通过水冷或自然冷却等方式进行。
冷却后的成品通常具有较高的强度和硬度，但也可能存在一些内部应力和变形。
因此，需要进行后处理，如退火、淬火等，以消除内部应力和改善成品的性能。
热压罐成型技术具有以下几个优点。
首先，成型过程中金属材料处于高温和高压的状态，可以提高材料的塑性和可塑性，使得复杂形状的零件成型更容易。
其次，在成型过程中可以加入适量的合金元素，以改善材料的性能和使用寿命。
此外，热压罐成型技术还可以实现高效、快速的生产，提高生产效率和降低成本。
然而，热压罐成型技术也存在一些限制和挑战。
首先，成型过程中需要控制好温度和压力，以避免材料的过热或过压，从而影响成品的质量。
其次，成型过程中可能会产生一些废品和副产品，需要进行处理和回收利用。
此外，热压罐设备的成本较高，需要投入较大的资金。
热压罐成型技术是一种重要的金属成型工艺，具有广泛的应用前景和发展潜力。
随着材料科学和工艺技术的不断进步，热压罐成型技术将进一步推动各个领域的发展和创新。
通过不断改进和优化成型工艺，可以提高产品质量，降低生产成本，为各行业的发展做出贡献。
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。
热压罐成型和VARI成型工艺54页PPT
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
ห้องสมุดไป่ตู้
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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。
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。
热压罐成型法简介[指导]
![热压罐成型法简介[指导]](https://img.taocdn.com/s3/m/2753b8fda0c7aa00b52acfc789eb172ded63990e.png)
热压罐成型法简介[指导]09.11.101 概述热压罐(HotAirAutoelave或简写Atitoelave)是一种针对聚合物基复合材料成型工艺特点的工艺设备，使用这种设备进行成型工艺的方法叫热压罐法[崔盛瑞]。
热压罐成型法是制造连续纤维增强热固性复合材料制件的主要方法[戴夫]，目前广泛应用于先进复合材料结构、蜂窝夹层结构及金属或复合材料胶接结构的成型中[何颖]。
材料成型时，利用热压罐内同时提供的均匀温度和均布压力而固化，所以可得到表面与内部质量高，形状复杂，面积巨大的复合材料制件.我国的西安飞机制造公司于八十年代末同德国的肖尔茨机械工程公司公司联合设计分体加工制造了国内航空工厂最大规格的热压罐。
[崔盛瑞] 2 热压罐成型法简介[马军] 热压罐成型法是目前国内外广泛采用的工艺方法之一，主要用于大尺寸、外形较复杂的航空、航天FRP构件的制造，如蒙皮件、肋、框、各种壁板件、地板及整流罩。
热压罐成型法也有一定的局限性，结构很复杂的构件，用该方法成型有一定困难。
同时此法对模具的设计技术要求很高，模具必须有良好的导热性、热态刚性和气密性。
2.1 基本原理将预浸料按铺层要求铺放于模具上，并密封在真空袋中后放入热压罐中，经过热压罐设备加温、加压，完成材料固化反应，使预浸料坯件成为所需形状和满足质量要求的构件的工艺方法。
2.2 工艺特点热压罐成型法是FRP构件的最常用成型方法，可成型夹层结构件和层压板构件，也可成型组合构件和胶接构件。
目前适用于热压罐中温成型复合材料的模具主要有以下几种[何颖]:铝模具、钢模具、碳纤维/环氧树脂复合材料模具。
总的来说,对于尺寸精度配合要求较高、而且产量不大的复合材料构件可用碳纤维/环氧复合材料模具;对于尺寸精度要求不太高的构件或平板产品,铝制模具最为适用;当产品批量大,尺寸精度要求较高的构件,选择钢制模具最为经济、实用。
2.3 基本工艺参数[崔盛瑞]复合材料基体树脂的固化、除了与树脂的分子结构有关，还与其他组分(固化剂、交联促进剂等)有关.外界条件—温度、压力和时间因素对固化成型起着重要的作用，通常称这三个因素为工艺参数.就目前国内国外树脂体系固化所需压力而言，除聚酸亚胺类外，固化压力一般在0.3-0.6MPa的范围内[3]. 用于复合材料成型工艺的热压罐其使用压力一般小于1.6MPa，属于二类低压容器. 从成型工艺的角度来看，基体树脂从线型结构转变成三维网状结构的全部历程可分为三个阶段:流动阶段，凝胶阶段和固化阶段，而且这一过程均是处在一定温度下进行的. 根据文献〔3〕,〔6〕报道，国内重要的航空结构用复合材料基体树脂的固化温度最高在180士5?的范围. 将热压罐的最高使用温度设定在250?是适宜的。
聚合物基复合材料及其成型工艺 北京航空航天大学 第4章 热压罐成型工艺
抽真空
隔离材料 复合材料毛 坯 隔离材料 模 具 密封胶带 挡块
1.热压罐工艺原理
热压罐内的气源示意图
z z的待成型构件
构件推入热压罐内
1.热压罐工艺原理
（1）升温速率α1、α2 （2）降温速率β （3）第一恒温平台Tcons1-tcons1 （4）第二恒温平台Tcons2-tcons2 （5）真空压力Pvac （6）外加压力Papp （7）加压时机tapp
罐内温度
要求达到：罐内各点温差≤5oC，升温速率1-8oC/min 可调 罐内温度制度可按树脂体系的固化温度和制件大小确定， 一般为两阶段加温、恒温工艺
热压罐 的冷却
降温过程对复合材料制造质量也有重要影响 循环水冷却，降温速率0.5-6oC/min 可调
3 热压罐系统的组成
罐内 压力 真空 系统
压力可达1.5-2.5MPa，误差不大于0.05MPa 设有安全防爆装置
3 模具材料
一般性要求
• • • • • • •
耐温性：180℃长期使用 耐压性：0.7MPa长期使用 升温速率均匀 尺寸精度要求 表面光洁度与硬度要求 能够定位和支撑成型构件 热膨胀系数尽量与复合材料相近
• • • • • •
耐溶剂清洗 便于机械加工 气密性好 重量轻 尺寸与运输空间相容 使用方便，易维护
钢
橡胶
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 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 复合材料 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
相关术语
思政2：成型工艺11讲
教学单元2热压罐成型工艺-准备工序课程名称复合材料成型工艺教学单元热压罐成型工艺-准备工序授课学时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◆岗位职业能力：生产准备岗位职业能力分析◆预浸料准备：预浸料解冻、裁剪和标记◆模具准备：脱模布铺贴参考教材◆《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：在前期课程中接触过预浸料样品、从事过低温固化模具的生产准备工作；◆学习优势：乐于动手，喜欢网络，善于运用网络；◆学习困难：有模具准备的相关知识，但是易混淆低温和高温固化对模具的要求。
教学目标知识目标能力目标素质目标1.能描述预浸料解冻注意事项2.根据固化温度，会选择脱模材料1.会按要求裁剪和标记预浸料2.会按要求铺贴脱模布1.培养学生爱岗敬业、吃苦耐劳工作作风2.培养学生标准化规范化操作行为素养3.培养学生精益求精工匠精神4.培养学生团结合作精神教学重点1.预浸料解冻及外置时间记录2.按角度裁剪预浸料3.铺贴脱模布教学难点预浸料角度识别及裁剪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准备工序内容认识复合材料生产中准备工序涉及的内容模具和预浸料的准备讨论法自主学习法在线课程课中准备工序岗位职业能力分析明确企业对准备工序岗位的职业能力要求某集团复合材料成型工初级工职讨论法头脑风暴法文件生产性实训基地：业能力要求净化间预浸料解冻掌握预浸料的存储与解冻注意事项，严格执行外置时间的记录，严格着装要求预浸料问答法讲授法微课预浸料裁剪会识别预浸料角度，会按按要求裁剪预浸料并标记预浸料与下料样板问答法讲授法演示法微课模具清理与清洗能区别制件外形线、铺层角度线和临界线工字梁模具问答法讨论法演示法三维动画视频虚拟仿真生产性实训基地：固化间脱模布铺贴会选择脱模材料，会按要求铺贴脱模布工字梁模具与脱模布头脑风暴法演示法讲授法三维动画视频虚拟仿真课后脱模剂和脱模蜡的施工会涂抹脱模剂和脱模蜡脱模剂和脱模蜡自主学习法讨论法在线课程教学实施教学环境生产性实训基地：净化间教学资源1.在线课程https:///course.html?cid=FHCCD3186102.在线教学平台https:///teacher/mainCourse/mainClass.html?courseOpenId=p4yab6perrmn4wjklxuaa3.三维动画4.虚拟仿真（图片后面改）课前教师活动学生活动根据课程标准、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、考核评价表的设计。
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冷却系统
冷却系统示意图 水箱和泵站Fra bibliotek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
鼓风系统
适合热压罐固化的产品
板状构件固化 轴类构件固化
热压罐成型用材料
热压罐固化的特点
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 降温 降压停机
无损检测
脱模
热压罐成型工艺流程
固化
制真空袋
真空检漏
工件入罐
保温保压
加压
开升温程序
工件出罐
热压罐固化流程
热压罐成型工艺控制
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……
仪表阀门
机械式仪表
电子传感器
机械电子式仪表
热压罐主体
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℃。
热分布 气流矢量分布
热压罐子系统
31 加热系统 3 加压系统 53 真空系统 73 进料系统
23 冷却系统 43 鼓风系统 63 控制系统 83 仪表阀门
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。
T
温度曲线
真空度曲线
压力曲线
常用吸胶材料的吸胶量
t 热压罐固化的温度压力控制曲线
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 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。
热压罐外观
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 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
热压罐成型工艺
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。
风
机
机
械
系
密
统
封
结
结
构
构
图
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、
压力、真空、冷却的
显示与控制装置，计
热压罐成型的模具---设计与使用要求
热压罐成型注意事项
热压罐成型注意事项
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