树脂基复合材料低成本技术

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1、姓名：班号：树脂基复合材料低成本技术摘要：本文详细介绍了树脂基复合材料低成本技术。包括原材料低成本、制造技术低成本关键词：树脂基复合材料，低成本，制造技术1、前言1.1复合材料低成本的发展复合材料具有突出的优点，其中包括：高比强度、高比模量、优异的热物理性能、化学稳定性、阻尼减振降噪特性和物理、力学性能的可设计性等，对实现武器装备的小型化、轻型化，提高其可靠性和生存能力都具有十分重要的意义。因此，在航空航天和高技术领域获得了极为广泛的应用。在70—80年代，航空航天工业对材料的要求，主要是考虑如何实现高性能，价格问题则放在次要位置。但90年代以后情况发生了根本的

2、变化，价格问题已成为首要考虑的问题之一。复合材料的成本构成如下：设计成本（规范制定、设计发图、计算分析、软件研发等）纤维材料成本树脂（基体）辅助材料成本设备成本模具成本成行成本制造成本制造成型成本劳动力工时成本装配成本能源成本检测成本使用维护成本（包括修理成本）低成本复合材料技术中，低成本制造技术是核心。调低成本制造技术已是国内外研究开发的热点和重点，成本已成为材料工艺研究和生产者必须解决的一个重大问题。围绕低成本制造技术，国内外已经并正在进行大量的研究工作，取得了一定的成绩，国内进行的有树脂传递模塑(RTM)技术、先进的编缝与缝纫技术和高能电子束快速固化技术等

3、，其中RTM得到了较为迅速的发展和工程应用。近年来，先进树脂基复合材料发展很快，已成为现代航空航天工业的主要结构材料之一，是航空航天领域用量最大，应用最广的结构复合材料。航空用复合材料与其它民用材料不同，必须具备一系列很苛刻的性能要求。其主要性能为①质量轻的同时具备高强度和高模量；②能够在苛刻的环境条件下（如耐热性、耐溶剂性、耐候性、耐水性等）长时间使用；③确保高质量（制品的性能高，并稳定）。因此限制了能满足这些要求的的树脂基复合材料的种类。该类复合材料应有效利用纤维的强度和刚度，树脂具有耐溶剂性、耐化学药品性、耐热性、耐候性和高强度。-6-姓名：班号：随着航空

4、航天技术的不断发展，树脂基复合材料的应用范围和用量正在进一步扩大，而航空航天的结构件都在向着高可靠、长寿命的方向发展。因此，对复合材料提出了更高的性能要求，面对强大的国际竞争，降低复合材料构件的制造成本是我国高技术领域先进复合材料工业的唯一出路。1.2复合材料低成本特征复合材料低成本技术的主要特征:(1)成形工艺技术简单、多样化。据统计，复合材料热压罐成形工艺成本中材料占15%，铺层、工艺组合(含辅助材料)和固化占80%，机械连接占5%。因此，成形工艺技术的简化革新是复合材料低成本技术的首要特征。预成形件l树脂转移成形(RTM)、树脂膜熔浸(RFI)至少取消了热

5、压罐约占成本113的辅助材料的外用。低温、低压固化，电子束固化，简化了模具，降低了能耗。(2)设计工艺一体化，发挥设计主导作用。(3)机械化、自动化程度高，大幅度减少人工劳动。(4)精细无余量加工。2、树脂基复合材料低成本技术2.1低成本的设计技术2.1.1有组织地统一制订相应规范使复合材料试验和分析更好的结合起来，形成设计和鉴定的统一指南，编制全行业的技术标准，改进最终产品的一致性，减小风险、降低成本。典型的有MIL-HDBK-17的重新修订，由FAA、NASA、军方和工业界共同组织250多位专家重新修订出版。还有AC20-107A、RPll42等著名文件，美

6、欧还共同组建了“商用飞机复合材料修理委员会”(CACRC)，统一修理规范相关事宜。最近美国又在促进建设复合材料共享数据库(Sharedmaterialdatabases)，NASA已建立了NCAMP(NationalcenterforAdvancedMaterialPerformance)。2.1.2设计软件的研发利集成单独的软件虽已发展到一定的水平，但不能充分发挥作用。波音集成了PATRAN、NASTRAN和FiberSim形成DMAPS(DesignforManufacturingandProducbilitySimulation)，同时建立了VR(Virt

7、ualReality)模型，从设计到模拟装配，便于做出适当更改，并可实现“designanywhere，buildanywhere”。该技术为B787的研制，特别是为其国际化的分工打下了必要的技术基础。2.1.3设计思想和设计理念设计对成本而言有决定性的作用，设计要努力寻求成本/性能之间的平衡和折衷。因此在思想和理念上要：简化设计简化制造降低成本。2.2原材料低成本寻找、设计符合要求并且成本较低的原材料是树脂基符合材料低成本技术的途径之一，包括基体和纤维的低成本。2.2.1低成本树脂-6-姓名：班号：开发低温和低压（80℃以下和真空压力）下固化（LTM）的树脂体

8、系，并要求其复合材料性能