复合材料缠绕成型技术的多样化发展.pdf

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1、·机械制造·郑伟峰，等·复合材料缠绕成型技术的多样化发展复合材料缠绕成型技术的多样化发展郑伟峰，谭昌柏，袁铁军，周来水(1．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016；2．广东海洋大学工程学院，广东湛江524088；3．盐城工学院机械学院，江苏盐城224051)摘要：近年来，纤维缠绕复合材料制作关键环节包括芯模、固化工艺以及固化加压方式等呈多样化发展趋势，促使纤维缠绕成型工艺应用范围日趋扩大，介绍了纤维缠绕成型工艺芯模、固化工艺及固化加压方式多样化发展的现状。关键词：复合材料；芯模；缠绕；固化中图分类号：TH145文献标志码：B文章编号：1671．5276(2013)03—0026—03

2、DiversifyingDevelopmentofFilamentWindingProcessZHENGWei．feng。、，TANChang-bai，YUANTie-jun、，ZHOULai-shui(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2．ColegeofEngineering，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524088，China；3．MechanicalColl

3、ege，YanchengInstituteofTechnology，Yancheng224051，China)Abstract：Inrecentyears，thediversedevelopmenttrendappearsinthemandrel，curingprocessandcuringpressureway，whicharethekeystepsoffilamentwindingprocess．Itsapplicationfieldisenlargedgradually．Thispaperdescdbesthediversifyingstatesofmandrel，curingproc

4、essandcuringpressurewayforthefilamentwindingtechnology．Keywords：composite；mandrel；winding；curing影响制件形状精度和尺寸精度。因此，芯模设计是缠绕成0引言型工艺的关键环节之一。芯模按使用次数分为一次性芯模和重复使用芯模。目前，树脂基纤维增强复合材料固化成型工艺有几十1．1一次性芯模种，主要成型工艺有手糊成型、袋压成型、喷射成型、模压成型、连续成型和缠绕成型等等。其中，缠绕成型工艺具一次性芯模多为形状结构比较复杂的芯模，脱模比较有生产率高，可生产大型制件，以及制件可设计性强、强度困难的情况。一次性芯模

5、又分为永久性芯模和一次性使高、精度高等突出的优点，因而在航空航天、军工及民品方用芯模。永久性芯模是制件的一部分，常用铝合金芯轴或面得到广泛应用J。如直升飞机复合材料传动轴采用缠其他芯轴，浸胶纤维缠绕其上后固化，即可得带有铝合金绕工艺制成，比传统其他材料传动轴具有抗疲劳、共振频芯轴的复合材料制件。一次性使用芯模常分为可破碎性率高等优点。芯模和可溶(熔)性芯模。缠绕成型工艺的芯模、产品固化工艺和固化加压方式a)可破碎性芯模对其复合材料制件的尺寸精度和形状精度以及制件的力可破碎性芯模可采用石膏芯模，具有可拆卸、刚性高、学性能都会产生至关重要的影响。随着缠绕成型工艺的易加工、成本低的优点。但石膏本身

6、强度较低，容易造成广泛应用，针对不同缠绕成型对象，芯模、固化工艺以及固石膏层环向和45。方向的开裂，所以，通常会在石膏中加化加压方式都呈多样化趋势发展。入尼龙片或金属骨架。b)可溶(熔)性芯模1芯模多样化水溶性芯模材料采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、水基凝胶陶瓷材料、或易溶盐材料。这种芯模材料具有以下优芯模设计和具体选用就基本决定了制件的几何尺寸。点：可成型出复杂形状芯模，易于修补和再成型；芯模强度另外，在缠绕和固化过程中芯模要支撑未固化复合材料，较好，质量轻；热稳定性好，可耐温200℃左右高温；制造保证其外形尺寸及精度。在复合材料制件加热固化和冷成本较低；制件加热成型后，芯模用水冲洗即可溶散

7、，减少却过程中，由于增强纤维、树脂基体和芯模材料热膨胀系了脱模过程对制件的损伤J。数的差异，复合材料制件会产生内应力及固化变形，最终Ehleben用树脂作为可熔性芯模，纤维缠绕完成后，基金项目：1．南京航空航天大学基本科研业务费专项基金(NP2011017)；2．江苏省光子制造科学与技术重点实验室厅级开放项目(GZ201103)作者简介：郑伟峰(1976-)，男，陕西西安人，讲师，博士生，主要从事复合材料成型