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

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