产品造型设计材料与工艺教学课件作者赵占西07复合材料成形课件

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1、机械工业出版社第七章复合材料成形产品造型材料与工艺27.1复合材料概述复合材料是将两种或两种以上成分不同、性质不同的材料组合在一起，构成性能比各组成材料优异的一类新型材料。复合材料由两类物质组成：一类为形成几何形状并起粘接作用的基体材料，如树脂、陶瓷、金属等；另一类为提高强度或韧性的增强材料，如纤维、颗粒、晶须等。根据基体的不同，复合材料可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料等。在同一基体的基础上，还可按照增强材料的不同进行分类，复合材料中基体材料与增强材料的综合优越性只有通过成形工序才能体现出来。复合材料的成形工艺主要取决于复合材料的基体，一般情况下，其基体材料的

2、成形工艺方法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。第五章高分子材料成形37.2常用复合材料成形工艺7.2.1树脂基复合材料成形一、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.手糊成形手糊成形是先在涂有脱模剂的模具上均匀涂上一层树脂混合液，再将裁剪成一定形状和尺寸的纤维增强织物，按制品要求铺设到模具上并使其平整。多次重复以上步骤逐层铺贴，直至所需层数，然后固化成形，脱模修整获得坯件或制品，其工艺流程如图7-1所示。。第五章高分子材料成形图7-1手糊成形工艺流程图47.2.1树脂基复

3、合材料成形一、热固性树脂基复合材料的成形2.喷射成形利用压缩空气将经过特殊处理而雾化的树脂胶液与短切纤维，同时通过喷射机的喷枪均匀喷射到模具上沉积，经过辊压、浸渍以及排出气泡等步骤后，再继续喷射，直至完成坯件制件，最后固化成制品的一种成形方法，图7-2为喷射成形原理图。第五章高分子材料成形图7-2喷射成形原理图57.2.1树脂基复合材料成形一、热固性树脂基复合材料的成形3.层压成形将纸、棉布、玻璃布等片状增强材料，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

4、压固化，脱模获得层压制品，其工艺过程如图7-3所示。为使层压制品表面光洁美观，叠放时可于最上和最下两面放置2～4张含树脂量较高的面层用浸胶材料。第五章高分子材料成形图7-3层压成形工艺过程图67.2.1树脂基复合材料成形一、热固性树脂基复合材料的成形4.铺层法成形用手工或机械手，将预浸材料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，然后将坯件装袋，经加热加压固化、脱模修整获得制品的成形方法。第五章高分子材料成形图7-4铺层加压固化方法示意图铺层成形法通常有真空袋法、加压袋法、热压罐法等，如图7-4所示。它们均可与手糊成形、喷射成形或层压成形配套使用，用于坯件的

5、加压固化成形，常作为复合材料坯件的后续成形加工方法。77.2.1树脂基复合材料成形一、热固性树脂基复合材料的成形5.缠绕法成形采用预浸纱带、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。该方法成形的制品结构合理、比强度高；制品精度高、质量好；易实现自动化生产，生产效率高；但需要专门的设备，投资较大。图7-5为缠绕法成形示意图。第五章高分子材料成形图7-5缠绕法成形示意图87.2.1树脂基复合材料成形一、热固性树脂基复合材料的成形6.模压成形将模塑料、预浸料以及缠绕在芯模上的缠绕坯料等在金

6、属模具中，在压力和温度作用下经过塑化、熔融流动、充满模腔成形固化而获得制品。模压成形方法适用于异形制品的成形，又可分为压制模压成形、压注模压成形与注射模压成形。图7-6为压注模压成形示意图。第五章高分子材料成形图7-6压注模压成形原理图97.2.1树脂基复合材料成形一、热固性树脂基复合材料的成形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，坯件达所需厚度后通热风固化。该成形方法的特点是制件壁厚均匀、外表光洁，适用于大直径筒、管、罐类

7、制件的成形。第五章高分子材料成形107.2.7树脂基复合材料成形一、热固性树脂基复合材料的成形8.挤拉成形如图7-7所示，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，如飞机和船舶的结构件，矿井和地下工程构件等。拉挤工艺只限于生产型材，设备复杂。第五章高分子材料成形图7-7挤拉成形示意图117.2.7树脂基复合材料成形二、热塑性树脂基复合材料的成形热塑性树