复合材料预浸料极其加工设备

“热压罐成型是一种广泛用于成型先进复合材料结构的工艺方法。当 前要求高承载的绝大多数复合材料结构依然采用热压罐成型”
摘自《聚合物复合材料及工艺》220页王汝敏等
科学出版社
2.3.2 工艺过程
预浸料下料、 铺叠
封装
抽真空
加热加压
固化
2.3.3. 加Baidu Nhomakorabea、加压工艺顺序
加热 预浸料熔融 粘流态 固化 高弹态 玻璃态
压模工 艺
热压 罐 预浸 料
压力袋
1、预浸料概述
1.2 商用预浸料性能要求
具有较长的适用期（室温>1个月，－18℃> 6个月）；
可准确控制增强材料的含量和排列方向； 成型时应有适当的粘性和铺设性；
挥发分含量尽可能小（一般<2%，主承力构件预浸料<0.8%）
单向预浸带
窄预浸带
碳纤维织物预浸料
玻璃纤维织物预浸料
1.3 预浸料制备工艺及设备
1.3.1热固性树脂基体预浸料制备技 术 •SMC •连续长纤维 溶液浸渍法 热熔法 1.3.2热塑性树脂基体预浸料制备技 术
1.3.1.1 溶液浸渍法（湿法）
设备：卧式或立式浸胶机 过程
纤维
(纱或织物)
热处理炉
(除去水分或石蜡浸润剂)
浸胶槽
3、温度（控制系统）
4、脱模材料
方案设计
树脂基体采用耐低温、低粘度环氧树脂； 为了满足动载疲劳性、提高层间剪切采用 正交三维； 真空浸渍、内气囊加压工艺。
内补强法兰
内加压
真空浸渍 + 气囊加压
2.3真空袋-热压罐成型
热压罐
2.3.1热压罐成型复合材料制品的优点
制品表面与内部质量最佳（浸渍最佳）； 大尺寸型面复杂的复合材料构件（受限于热压罐型腔尺寸） （成型最佳）； 预浸料铺层，制品质量易控（固化最佳，工艺可控性好）。
力表等组成压力传送与调控系统）；
2加热、冷却系统（电热管均布在罐体尾部，加热功率满足腔体的
最高温度要求及升温速率的要求）；
3均风系统（由搅拌风机、导风筒和导流罩组成，加速热流传导，
形成均匀温度场）；
4真空系统(由真空泵、管路、真空表和真空阀组成，给封装的复合
材料预制件提供真空条件）；
3、安全装置：安全保险设备。
2、胶膜法
1.3.2 增强热塑性塑料片材制造
1.3.2.1 熔融浸渍工艺
树脂薄膜 玻璃毡 预热 层合 热压浸渍 片材 切割 热固结 冷却
1.3.2.2悬浮沉积工艺
玻纤 树脂粉末 悬浮助剂 混合
树脂、玻纤均匀分散
悬浮液
流浆箱 卷材 片材 热压
成形网 粘接
脱水 干燥
1.3.2.3 硫化床法
玻纤 树脂粉末
4、在线监视、测量部分
复合材料预浸料极其加工设备概览
真空袋 热压罐
预浸料
压模工艺 搓管工艺
压力袋
1、预浸料制造设备与工艺 2、真空袋、压力袋工艺与设备 3、热压罐工艺与设备
加压作用：压实预浸料，制备结构均匀、致密复合材料 加压时机：粘流态与高弹态区间 加压太早：树脂流失过多 加压太迟：树脂已进入高弹态，树脂结构不致密
固化温度、时间：取决于树脂体系和制件厚度； 升温速率 固化压力：排除过剩树脂，使制件密实； 加压时机 真空度：排除夹杂空气和挥发物
真空度 压力
温度
时间
(浸胶)
存贮
收卷
烘干炉
(除去溶剂、挥发分) (树脂预固化)
1. 辊筒缠绕法
碳纤维无纬布
玻璃纤维无纬布
2、阵列式连续排铺法
北京航空材料研究院自行研制48英寸热熔预浸机
北京航空材料研究院窄带预浸机
1.3.1.2 熔融法
优点：生产现场和环境无污染；节约溶剂；预浸料挥发分含量低 缺点：不适合浸渍厚纤维或织物，高粘度树脂难于浸渍。 1、直接热熔法
电加热 远红外加热
短切
输送网带
热压
冷却
片材
1.3.2.4
塑料薄膜
0.01~1mm
静电吸附法
短切玻纤
3~50mm
带静电
层合
热压
冷却
片材
1. 2. 3. 4.
玻纤 静电摩擦辊 静电发生器 中长玻纤
2预浸料加工工艺和设备
浸渍-----------------〉赋形---------------------〉固化 真空袋 热压罐
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。
2、功能及控制部分包括： 1压力系统（由压缩机、储气罐、压力调节阀、管路、变 送器和压
2.3.4压力罐成型设备和工具
浸渍--------〉赋形--------〉固化
预浸料 高压 高温 流胶 1、模具 2、真空系统
真空系统： 真空袋 真空泵、管路 密封材料
3、温度（热压罐系统）
3、热压罐系统
4、脱模材料
2.3.5 热压罐系统
压力 真空 加热
2.3.5热压罐系统三大部分
1、机械部分包括：密封腔体（由罐体、罐门机构、密封电机和隔热 层等形成一个耐高压、高温的容器腔体）底板与小车 ；
复合材料预浸料极其加工设备
复合材料预浸料极其加工设备概览
真空袋 热压罐
预浸料
压模工艺 搓管工艺
压力袋
1、预浸料制造设备与工艺 2、真空袋工艺与设备 3、热压罐工艺与设备
1、预浸料
1.1 预浸料定义 • 用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续、短切 纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物； • • • 制造复合材料的中间材料。 是进行铺层设计的基础， 是直接用来制造各种复合材料构件的原料。 真空 袋
预浸料 压模工艺 搓管工艺
压力袋
2.1真空袋成型
制品毛坯
2.1.1 过程
抽真空 固化 制品
真空袋密封
2.1.2 特征
1）工艺简单，不需要专用设备； 2）压力较小，最大为0.1MPa，只适用厚度 1.5mm以下复合材料制品
2.1.3真空袋成型设备和工具
浸渍--------〉赋形--------〉固化
预浸料 1、模具 3、温度（控制系统） 2、压力(真空系统)
真空系统： 真空袋 真空泵、管路 密封材料
4、脱模材料
真空袋装
2.2压力袋成型
压力为0.25~0.5MPa
2.2压力袋成型设备和工具
浸渍--------〉赋形--------〉固化
预浸料 1、模具 2、压力(压力系统)
压力系统： 加压设备、管路 密封材料