成型工艺特点

•固化 •化学变化(固化反应)
• 不同材料表现出不同的工艺性
这是由于不同的材料在工艺过程中表现出不同的物理化 学行为，而这种行为取决于材料的组分和各组分的结构 。同一制品可采用不同的材料，以及由材料决定的不同 的工艺过程。具体的制件结构和制造工艺方法，是表现 材料工艺性的条件。
•使用性与工艺性不同
•模压成型
• 通过加热使模压料塑化，并加压使树脂粘 裹纤维一起流动充满模腔
• 批量大，数量多及外形复杂的小产品
•3)按开、闭模方式分为：
•闭模成型
•包括模压成型、树脂传递模塑、注射成型 、增强反应注射成型
•开模成型
•包括手糊成型、喷射成型、真空袋成型、压 力袋成型、热压罐成型、缠绕成型、拉挤成
型、离心浇注成型
•气压室成0型.25-0.5MPa）
•热压罐成型
•通过热压罐内的压缩气体对真空袋中复合材 料坯料进行加压（0.5-2.5MPa)
•2)按成型压力大小分为：
•树脂传递模塑 •利用压力使低粘度树脂在闭合模具内流动、 •成型（RTM） 浸润增强材料，注射成型压力0.1-0.6MPa
•拉挤成型
•将连续性增强材料经树脂浸润后，在牵引力作 用下通过具有截面形状的成型模具，在模腔内 固化成型或在模腔内凝胶出模后加热固化
模具费用低，设备投资少。压力0.1Mpa，所以制件的质量比较低，一般用在民用产品上。
4成型工艺特点
•提纲
复合材料的材料工艺性概念 复合材料制件的固化特性 复合材料的质量控制和检测 复合材料制品成型方法的选择依据 复合材料制品作为飞机构件时的协调互换性要求 复合材料制品工艺设计内容
•复合材料的材料工艺性
任何一种材料必须被加工成制品后才能发挥其特殊性。聚合 物基复合材料种类繁多，性能各异，其材料的制造过程就是 制品的制造过程，这使得对复合材料工艺性的了解和掌握显 得特别重要。
•复合材料成型工艺的基本内涵
•浸渍
目的：排除气体和浸润，以形成良好界 面粘结和控制孔隙率
分为两类：先将原材料复合浸渍形成半 成品（预浸料），再固化成型；或复合 浸渍与固化成型一次完成
•.复合材料成型工艺的基本内涵
• 热固性树脂的固化：树脂由齐聚物(可溶可熔) 反应形成线性高分子，再交联形成三维网络结 构 (不溶不熔)
线型结构
体型结构（化学变化过程）
粘流态
玻璃态（物理变化过程）
化学变化的结构往往是通过物理变化现象表现出来
对于化学变化过程而言，需要一定条件，促使反应的环境如何实 现——固化工艺解决的问题
对于物理变化过程而言，要得到一定形状的产品，是用什么样手
段——成形工艺解决的问题
•复合材料成型工艺的分类
•成型工艺
•固化 • 热固性树脂的固化通常需要：固化剂、促进剂
，以及加热来自百度文库
• 除热引发外，还有辐射固化工艺 (如紫外光、 电子束等)，适应外场修补
•密实compaction
•渗透流动 •infiltration flow
•浸润impregnation •纤维在成型工艺中发生的物理变化
树脂基体在固化过程中的两个变化过程
•闭模
•复合材料成型工艺的分类
预
浸
纤
料
维
预
浸
在线 浸润
预成 型体 的 液体 成型
长程流 动
厚度方 向渗透
热压罐成型 真空袋成型 压力袋成型
软模成型 模压成型
自动铺带法 缠绕成型
自动铺丝法 拉挤成型 RTM
RFI
SCRIMP
可制造各类复杂构件，零件质量优异。对工艺人员的技术要求高。生产效率低，设备投资大 。
•工艺性概念
成型工艺包含两个过程——成形与固化
•成形
•成型 •form
•工艺
•Processing
•固化
•cure
赋予构件形状 ——原材料如何制成所需结构形状（成形方法 ） 固定构件形状 ——赋予复合材料结构件力学性能（固化方法）
•成形 •
•物理变化（流动浸润）
•化学－物理耦合变化 （粘流，密实）
• 用于RTM、RFI等各种液体成型(LCM)工艺中
• 厚度方向有增强纤维，可以获得较高的层间强度
•2)按成型压力大小分为：
•接触成型
•固化时不外加压力，如手糊成型、喷射成型， 也成为低压成型
•真空袋成型
•用真空袋密封坯料和模具，通过抽去真空袋内的 空气和挥发分对制品施加压力（＜0.1MPa）
将压缩空气通入橡皮囊，借助橡皮囊对制品均匀加压（
• 工艺性概念 • 了解工艺性的意义 • 改善材料工艺性的途径 • 评定材料工艺性的主要依据 • 工艺性指标及测定
工艺性概念
聚合物复合材 料的工艺性
•指复合材料或其各组成部分，在通 过特定的工艺方法制造成特定制品的 工艺过程中，操作的难易程度及制品 质量保证的难易程度。
•成型工艺
•成形工艺 •固化工艺
如PI高温性能好，但固化温度高； Kevlar纤维韧性好，但不易剪断； CF力学性能好，但操作难、脆。
•复合材料成型工艺的基本内涵
•成型工艺三要素：赋形、浸渍、固化
•赋形 • 赋予制品的最终形状和大小，主要保证增
强纤维的均匀分布以及在设定方向的高度 排列 • 通过增强材料首先赋予制品以外形，并在 固化过程通过模具和压力完成
•赋 形
•浸 渍
•固 化
•成形方 法
•袋 •热 •R •缠 •拉 •模 •手 •喷 •压 •压 •T •绕 •挤 •压 •糊 •射
•罐 •M
•固化方法
•光 •电 •微 •热
•固 •子 •波 •固
•化 •束
•化
常温固化 热压机固化 热压罐固化 干燥箱加热 红外灯加热
•赋形、浸渍环节主要与增强纤维的预成型 方法密切相关
•短切纤维
•4.76mm
•SMC 喷射
•长纤维
•12.7mm
•短切毡 连续毡
•容易加工的程度 •材料性能
•连续纤 维
•织物 缠绕 预浸料
•1)按赋形方法分为：
•层贴法
• 采用预浸料在模具上铺覆成型的方法， 如热压罐成型
• 采用连续纤维的增强材料（布、带、毡 ）和低粘度胶液在模具上铺覆成型的方 法，如手糊成型
•沉积法
•利用压缩空气或抽空气方法使短切纤维沉 积到模具表面上的方法，如喷射成型
•1)按赋形方法分为：
•缠绕法
将浸胶后的连续长纤维增强材料（纱、布、带） 连续缠绕到芯模或内衬上的方法，如缠绕成型
适于成型回转体制件，如压力容器、管道等 特点：自动化程度高，制品纤维含量高、强度高
•编织法
• 将增强材料编织成与产品形状尺寸基本一致的三维立体 编织物，称为纤维预成型体