复合材料学 教学课件 作者 张以河 主编第4章.ppt

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1、第四章复合材料成型与加工工艺第一节挤出成型一、概述二、挤出成型设备挤出成型机组是由挤出机主机、辅机和控制系统组成。（一）挤出机主机挤出机主机包括挤压系统，传动系统，还有加热和冷却系统。评价挤出机时，可从两个方面考虑：生产能力的高低，适用范围是否广泛；是否具有较完善的控制系统。1．挤出机主机的分类与构造2．单螺杆挤出机（1）加料装置（2）挤压系统挤压系统包括螺杆、机筒、端头多孔板。a、螺杆。通常螺杆分为加料段、压缩段和均化段，螺槽越来越浅。b、机筒。机筒外采用电阻加热和水冷却。c、端头多孔板。端头多孔板使物料由旋

2、转流动变为直线流动，沿螺杆轴方向形成压力，增大塑化的均匀性。3．双螺杆挤出机（1）双螺杆挤出机的特点：a、由摩擦产生的热量较少；b、物料受到的剪切力比较均匀；c、输出能力较大，挤出量比较稳定；d、机筒可以自动清洗。（2）螺杆的主要参数a、螺杆直径b、螺杆长径比c、螺槽深度；d、螺纹厚度；e、螺杆转速f、双螺杆的中心距，单螺纹、双螺纹、三头螺纹；g、螺杆转向；h、螺杆与机筒的间隙。4．影响挤出机生产能力的因素（二）挤出机辅机（1）机头（2）定型装置（3）冷却装置（4）牵引装置（5）切割装置（6）堆放装置1．制管和异

3、型材的辅机辅机由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、夹紧切割装置等组成。2．挤板辅机挤板辅机的主要设备：挤出机机头、三辊压光机、牵引机、切割机等。（三）控制系统一般是电器控制设备或计算机控制系统。其作用是保证机组正常运行，使设备准确完成各工艺动作。1．挤出成型原理以螺杆式挤出机为例。通过螺杆连续旋转，将加入料斗的粒料送入机筒，并连续不断地向前推进。粒料在挤出机的料筒内受压、受热，逐渐软化，排气、密实；在继续向前推进的过程中，软化的物料受自身摩擦和机筒加热作用，转化成粘流态，凭借螺杆旋转运动产生的推力，均匀地从机头

4、挤出，经冷却定型恢复到玻璃态(固态)。粒料在挤出机内沿螺杆长度向机头方向运动，可划分为3个阶段：加料段、压缩段和均化段。2．挤出成型工艺挤出成型主要用于热塑性塑料（复合材料）制品的成型，多数是用单杆挤出机按干法连续挤出的操作方法成型的。挤出成型也可用于少数热固性塑料的成型，其与热塑性塑料的挤出有所不同。挤出成型工艺的流程一般包括原料的准备、预热、干燥、挤出成型、挤出物的定型与冷却、制品的牵引与卷取（或切割），有些制品成型后还需经过后处理。第二节注射成型一、概述二、注射成型设备注射成型设备主要包括注射成型机和模具。

5、（一）螺杆式注射机螺杆式注射机主要由注射、合模、传动、控制四部分组成。三、注射机的参数（一）注射部分参数1．最大注射量2．注射压力3．注射速度4．塑化性能指数（二）合模部分参数1．锁模力2．模板尺寸3．模具厚度、模板行程及最大间距四、注射成型工艺（一）注射成型工艺流程1．成型前的准备2．注射成型过程注射过程包括加料、塑化、注射充模、保压、冷却固化和脱模等几个工序。3．制品后处理制品后处理的作用是提高制品的尺寸稳定性，消除内应力。可分为热处理和调湿处理两类。（二）注射成型工艺条件注射成型包括闭模、加料、塑化、注射、

6、保压、固化(冷却定型)、开模出料等工序，而成型温度、注射压力（包括注射速度）、成型周期（包括注射、保压时间）被称为注射成型工艺的“三大工艺条件”。五、增强反应注射（RRIM）成型第三节模压成型一、概述二、模压成型（一）模压成型概述（二）模压成型的分类1．纤维料模压法2．碎布料模压法3．织物模压法4．层压模压法5．缠绕模压法6．片状塑料模压法7．预成型坯料模压法三、塑料的模压成型（一）模压成型原理（二）模压成型工艺流程1．原材料准备2．预热3．熔体充模4．模内固化5．制品脱模与冷却（五）模压成型设备模压成型设备包括

7、模压机、模具和辅助设备。1．模压机2．模压成型模具（六）模压成型的工艺参数四、热压罐成型第四节缠绕成型一、概述二、连续纤维增强热塑性复合材料缠绕成型的基本工艺过程三、热塑性复合材料缠绕成型关键技术及其进展（一）连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍（二）缠绕过程（三）冷却定型和后处理第五节拉挤成型一、概述二、拉挤成型工艺（一）拉挤成型工艺（二）拉挤成型工艺特点第六节手糊成型与树脂传递模塑（RTM）成型一、手糊成型二、RTM成型（一）概述（二）原材料RTM成型工艺所用原材料包括增强材料、树脂、填料等。（三）模具和设备（四

8、）RTM成型工艺第七节混炼与压延成型一、混炼（一）混炼的概述（二）混炼的分类1．开炼2．间歇式密炼3．连续式混炼二、压延成型（一）压延法成型机组（二）生产过程及工作原理