最新4-成型工艺特点解析教学讲义ppt课件.ppt

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1、4-成型工艺特点解析复合材料的材料工艺性概念复合材料制件的固化特性复合材料的质量控制和检测复合材料制品成型方法的选择依据复合材料制品作为飞机构件时的协调互换性要求复合材料制品工艺设计内容提纲复合材料的材料工艺性工艺性概念了解工艺性的意义改善材料工艺性的途径评定材料工艺性的主要依据工艺性指标及测定任何一种材料必须被加工成制品后才能发挥其特殊性。聚合物基复合材料种类繁多，性能各异，其材料的制造过程就是制品的制造过程，这使得对复合材料工艺性的了解和掌握显得特别重要。赋予制品的最终形状和大小，主要保证增强纤维的均匀分布以及在设定方向的高度排列通过增强材料首先赋予制品以外形，并在固化过程通过模具和

2、压力完成成型工艺三要素：赋形、浸渍、固化赋形复合材料成型工艺的基本内涵浸渍目的：排除气体和浸润，以形成良好界面粘结和控制孔隙率分为两类：先将原材料复合浸渍形成半成品（预浸料），再固化成型；或复合浸渍与固化成型一次完成复合材料成型工艺的基本内涵热固性树脂的固化：树脂由齐聚物(可溶可熔)反应形成线性高分子，再交联形成三维网络结构(不溶不熔)热固性树脂的固化通常需要：固化剂、促进剂，以及加热除热引发外，还有辐射固化工艺(如紫外光、电子束等)，适应外场修补固化.复合材料成型工艺的基本内涵浸润impregnation密实compaction渗透流动infiltrationflow纤维在成型工艺中发

3、生的物理变化树脂基体在固化过程中的两个变化过程线型结构体型结构（化学变化过程）粘流态玻璃态（物理变化过程）化学变化的结构往往是通过物理变化现象表现出来对于化学变化过程而言，需要一定条件，促使反应的环境如何实现——固化工艺解决的问题对于物理变化过程而言，要得到一定形状的产品，是用什么样手段——成形工艺解决的问题赋形固化成型工艺浸渍成形方法固化方法热固化电子束微波热压罐手糊袋压RTM模压缠绕拉挤喷射光固化复合材料成型工艺的分类常温固化热压机固化热压罐固化干燥箱加热红外灯加热短切纤维4.76mm长纤维12.7mm连续纤维SMC喷射短切毡连续毡织物缠绕预浸料容易加工的程度材料性能赋形、浸渍环节主

4、要与增强纤维的预成型方法密切相关1)按赋形方法分为：层贴法采用预浸料在模具上铺覆成型的方法，如热压罐成型采用连续纤维的增强材料（布、带、毡）和低粘度胶液在模具上铺覆成型的方法，如手糊成型沉积法利用压缩空气或抽空气方法使短切纤维沉积到模具表面上的方法，如喷射成型将增强材料编织成与产品形状尺寸基本一致的三维立体编织物，称为纤维预成型体用于RTM、RFI等各种液体成型(LCM)工艺中厚度方向有增强纤维，可以获得较高的层间强度缠绕法将浸胶后的连续长纤维增强材料（纱、布、带）连续缠绕到芯模或内衬上的方法，如缠绕成型适于成型回转体制件，如压力容器、管道等特点：自动化程度高，制品纤维含量高、强度高编织

5、法1)按赋形方法分为：2)按成型压力大小分为：将压缩空气通入橡皮囊，借助橡皮囊对制品均匀加压（0.25-0.5MPa）真空袋成型用真空袋密封坯料和模具，通过抽去真空袋内的空气和挥发分对制品施加压力（＜0.1MPa）气压室成型热压罐成型通过热压罐内的压缩气体对真空袋中复合材料坯料进行加压（0.5-2.5MPa)接触成型固化时不外加压力，如手糊成型、喷射成型，也成为低压成型2)按成型压力大小分为：树脂传递模塑成型（RTM）利用压力使低粘度树脂在闭合模具内流动、浸润增强材料，注射成型压力0.1-0.6MPa模压成型通过加热使模压料塑化，并加压使树脂粘裹纤维一起流动充满模腔批量大，数量多及外形复

6、杂的小产品拉挤成型将连续性增强材料经树脂浸润后，在牵引力作用下通过具有截面形状的成型模具，在模腔内固化成型或在模腔内凝胶出模后加热固化3)按开、闭模方式分为：闭模成型包括模压成型、树脂传递模塑、注射成型、增强反应注射成型开模成型包括手糊成型、喷射成型、真空袋成型、压力袋成型、热压罐成型、缠绕成型、拉挤成型、离心浇注成型闭模纤维预浸预浸料热压罐成型可制造各类复杂构件，零件质量优异。对工艺人员的技术要求高。生产效率低，设备投资大。真空袋成型模具费用低，设备投资少。压力0.1Mpa，所以制件的质量比较低，一般用在民用产品上。压力袋成型可产生大于0.1Mpa的压力，设备投资少，工艺实施容易。软模

7、成型适用于复杂结构的整体化成型过程，成型工艺对模具要求高。模压成型尺寸精度高，表面光滑。产品质量稳定，重复性好。可生产形状复杂的制品，模具成型压力大，适合大批量生产，模具费用大。但是对质量要求高的产品不合适。自动铺带法一种预浸料自动化铺叠成型方法，产品精度高，废品率低，生产速度快，所用预浸料一般为干法预浸料，设备投资昂贵，是复合材料工艺化的一个发展方向。在线浸润缠绕成型产品强度高，易实现机械化和自动化生产，产品质量稳定，重复性好。自