复合材料制造工艺简介

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1、纤维增强聚合物基复合材料制造工艺•复合材料制造工艺简介•手糊成型（Handlayup)•喷射成型(Spraylayup)•预浸料热压罐成型（Prepregging,Autoclave）•树脂传递模塑成型RTM(Resintransfermoulding)•真空树脂注入成型(VacuumInfusion或Infusion)•片状模塑成型SMC(Sheetmouldingcompound)•纤维缠绕成型（FilamentWinding)•拉挤成型（Pultrusion)•玻璃毡增强热塑性塑料GMT(Glassmatthermoplastic)•其他几种主

2、要成型工艺纤维增强聚合物基复合材料制造工艺简介基本原理成型工艺纤维纤维预浸压力下成形固化树脂复合材料制件纤维增强聚合物基复合材料制造工艺简介工艺选择•小批量大尺寸部件：树脂真空注入成型(Infusion)－真空袋闭模低压成型•中批量中等尺寸部件：树脂传递模塑成型(RTM)－闭模低压成型•大批量小尺寸部件：片状模塑成型（SMC）－闭模高压成型手糊成型(Handlayup)•手糊成型特点:－手工铺放纤维涂覆树脂辊压－简便易行，成本低－常压常温固化，－大型壳或板类部件，－开模成形（制品单面光滑）－采用纤维织物或者纤维毡－劳动强度高，生产效率低，产量低－产品

3、力学性能低，内部缺陷多－挥发份直接排放环境，污染大喷射成型(Spraylayup)•喷射成型特点:－基本与手糊成型特点相同－短切纤维－生产效率高于手糊成型预浸料热压罐成型(Prepregging,Autoclave)半成品预浸料制备与铺放热压罐中固化成型(T,P)•预浸料热压罐成型特点:－一般采用连续纤维织物（单向布，编织布等）－高性能高质量复合材料制品（纤维体积含量可达70％[单向]，孔隙率小于1％）－工艺控制严格（温度，压力，真空度，时间）－预浸料低温贮藏和运输－复合材料产品成本高（多步工艺，低效率，高能耗，设备造价高，生产周期长）预浸料热压罐成

4、型(Prepregging,Autoclave)第一步：预浸料制备（纤维浸润树脂）预浸料分类•单向预浸料（纱线缠绕），织物预浸料•溶液预浸，热熔预浸•热固性预浸料，热塑性预浸料不同分类预浸料不同的预浸设备预浸料热压罐成型(Prepregging,Autoclave)第二步：预浸料剪裁铺放自动化剪裁人工铺放自动化铺放中科院宁波材料技术与工程研究所课件预浸料热压罐成型(Prepregging,Autoclave)第三步：预浸料于真空袋内铺层密封真空袋透气毡有孔隔离膜1抽真空吸胶毡有孔隔离膜2脱模布预浸料密封橡胶脱模布脱模剂模具•真空袋：提供真空环境•透

5、气毡：保持真空袋内均一的真空压力（分压）•有孔隔离膜1：防止树脂流动至透气毡，但是需要小分子气体能够通过至透气毡•吸胶毡：吸收被挤出而过剩的树脂•有孔隔离膜2：让树脂和小分子气体能够通过•脱模布：让复合材料制品表面具有布纹便于后续粘接或喷漆工序，同时脱模布应能够从制件表面剥离•脱模剂：防止树脂粘住模具表面预浸料热压罐成型(Prepregging,Autoclave)第四步：热压罐内固化成型热压罐固化工艺的设定•树脂粘度变化•温度，压力，时间，真空度，升温速率等参数设定•不同树脂体系，固化工艺不同预浸料热压罐成型(Prepregging,Autocla

6、ve)应用领域树脂传递模塑(RTM)压力泵混合注射枪排气孔纤维预成型体(Preform)固化剂树脂模具(注射前合模)树脂传递模塑特点：•连续纤维织物•制品力学性能较高，适合生产中小型尺寸部件•要求树脂粘度低流动性好•制品表面两面光滑（上下合模）•要求纤维预成型体渗透性好•脱模后制品一般需要在烘箱内后固化处理•低压，常温或中温固化成型•自动化程度较高，工艺效率较高（cycle•纤维在模具内浸润树脂time~30min）可中批量生产•复合材料制品质量稳定性较高•环境污染小（模具内固化）•中低成本树脂传递模塑(RTM)1.预成型体铺放2.合模3.树脂注入4

7、.模具内固化5.脱模树脂传递模塑(RTM)纤维织物的覆布性（Drapability）：•覆布性好制品表面无皱褶•平纹布<斜纹布<缎纹布树脂传递模塑(RTM)封闭织物树脂开放织物标准织物纤维织物的渗透率（Permeability）：•渗透率好坏直接影响工艺时间和浸润结果•封闭织物<标准织物<开放织物树脂传递模塑(RTM)应用领域真空树脂注入成型(Infusion)混合注射真空袋固化剂树脂纤维预成型体(Preform)模具压力泵真空树脂注入成型特点：•衍生自RTM工艺•模具通常需要加热以固化树脂•基本特点与RTM相同•生产周期较长•树脂流动由真空压力驱

8、动(与RTM不同)•机械化，自动化程度低•仅需半面模具，另一面为真空袋•制品力学性能较高，缺陷少•制品一面光