非金属材料成形04复合材料

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1、2021/10/4机械制造技术14----非金属材料成形工程塑料-橡胶-陶瓷-复合材料第4章非金属材料的成形2021/10/4机械制造技术24.1高分子材料的成形4.2陶瓷材料的成形4.3复合材料的成形4.4成形技术的新进展4。3、复合材料成形3.1复合材料成形特点1）材料的复合过程与制品的成形过程同时完成；2）复合材料具有的可设计性以及材料和制品一致性的特点，都是由不同的成形工艺赋予的，因此应当根据制品的结构形状和性能要求来选择成形方法。复合材料的成形工艺主要取决于复合材料的基体。—般情况下，其基体材料的成形工艺方法

2、也常常适用于以该类材料为基体的复合材料，特别是以颗粒、晶须及短纤维为增强体的复合材料。4.2.1树脂基复合材料成形1.热固性树脂基复合材料的成形热固性树脂基复合材料以热固性树脂为基体，以无机物、有机物为增强材料。1）手糊成形。该法以手工作业为主，其工艺流程如下：树脂基体配制增强材料裁剪模具涂脱模剂干燥手糊成形脱模修整固化制品手糊成形可用于制造船体、储罐、储槽、大口径管道、风机叶片、汽车壳体、机翼、火箭外壳等大中型制件。4.3.1复合材料成形技术2021/10/4机械制造技术5手糊成形及加压方法2）喷射成形。该法是将调配

3、好的树脂胶液与短切纤维通过喷射机的喷枪均匀喷射到模具上沉积，每喷一层，即用棍子滚压，使之压实、浸渍并排出气泡，再继续喷射，直至完成坯件制作，最后固化成制品，如图所示。喷射法可用于成形船体、容器、汽车车身、机器外罩、大型板等制品。4.3.1复合材料成形技术2021/10/4机械制造技术7热固性树脂基复合材料喷射成形喷射成形原理图3）铺层法成形。用手工或机械手，将预浸材料(将连续纤维或织物、布浸渍树脂，烘干而成的半成品材料，如胶布、无纬布、无纬带等)按预定方向和顺序在模具内逐层铺贴至所需厚度(或层数)，获得铺层坯件，然后将

4、坯件装袋，经加热加压固化，脱模修整获得制品。铺层坯件的加温加压固化方法通常有真空袋法、压力袋法、热压罐法等，如图所示。4.3.1复合材料成形技术图6-20铺层加压固化方法示意图a)手糊成形b)真空袋法c)压力袋法d)高压釜法2021/10/4机械制造技术11复合材料层压成形流程烘干剪裁叠块层压脱模修理树脂连接片状增强材料干燥处理浸渍层压成形工艺流程4）缠绕法成形。是采用预浸纱带、预浸布带等预浸料，或将连续纤维、布带浸渍树脂后，在适当的缠绕张力下，按一定规律缠绕到一定形状的芯模上至一定厚度，经固化脱模获得制品的一种方法。

5、5）模压成形。模塑料、预浸料以及缠绕在芯模上的缠绕坯料等在金属模具中，在压力和温度作用下经过塑化、熔融流动、充满模腔成型固化而获得制品。模压成形工艺按成形方法可分为压制模压成形、压注模压成形与注射模压成形。4.3.1复合材料成形技术返回文档缠绕法成形纤维树脂梭子型芯7）离心浇注成形。利用筒状模具旋转产生的离心力将短切纤维连同树脂同时均匀喷洒到模具内壁形成坯件，或先将短切纤维毡铺在筒状模具的内壁上，再在模具快速旋转的同时，向纤维层均匀喷洒树脂液浸润纤维形成坯件，坯件达到所需厚度后通热风固化。6）层压成形。将纸、棉布、玻璃

6、布等片状增强材料，在浸胶机中浸渍树脂，经干燥制成浸胶材料，然后按层压制品的大小，对浸胶材料进行裁剪，并根据制品要求的厚度(或质量)计算所需浸胶材料的张数，逐层叠放在多层压机上，进行加热层压固化，脱模获得层压制品。4.1复合材料成形技术2021/10/4机械制造技术158）拉挤成形将浸渍过树脂胶液的连续纤维束或带，在牵引机构拉力作用下，通过成形模定形，再进行固化，连续引拔出长度不受限制的复合材料管、棒、方形、工字形、槽形，以及非对称形的异形截面等型材。2021/10/4机械制造技术16热塑性树脂基复合材料成形过程主要由加

7、热熔融、流动成形和冷却硬化三个阶段组成。已成形的坯件或制品，再加热熔融后还可以二次成形。粒子及短纤维增强的热塑性树脂基复合材料可采用挤出成形、注射成形和模压成形，其中，挤出成形和注射成形占主导地位。2.热塑性树脂基复合材料的成形2021/10/4机械制造技术17压注成形金属基复合材料是以金属为基体，以纤维、晶须、颗粒、薄片等为增强体的复合材料。1.颗粒增强金属复合材料成形1）粉末冶金法。2）铸造法。一边搅拌金属或合金熔融体，一边逐步投入增强体，使其分散混合，形成均匀的液态金属基复合材料，然后采用压力铸造、离心铸造和熔模

8、精密铸造等方法形成金属基复合材料。3）加压浸渍。将颗粒、短纤维或晶须增强体制成含一定体积分数的多孔预成形坯体，将预成形坯体置于金属型腔的适当位置，浇注熔融金属并加压，使熔融金属在压力下浸透预成形坯体，冷却凝固形成金属基复合材料制品。4.2.2金属基复合材料成形1）扩散结合法。按制件形状及增强方向要求，将基体金属箔或薄片，以及增强纤