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標題: 复合材料成型工藝简述 [打印本頁]

作者: admin 時間: 2023-9-8 15:45
標題: 复合材料成型工藝简述
复合質料成型工藝是复合質料工業的成长根本和前提。跟着复合質料利用范畴的拓宽，复合質料工業获得敏捷成长，其原始的成型工藝日渐完美，新的成型法子不竭出現，今朝聚合物基合适質料的成型法子已有不少種，并樂成地用于工業出產。

聚合物基复合質料的機能在纤维與树脂系統肯定後，重要决议于成型工藝。

成型工藝重要包含如下两個方面：

一是成型，行将预浸料按產物的请求，铺置成必定的外形，一般就是產物的外形;

二是固化，即把已铺置成必定外形的叠层预浸料，在温度、時候和压力等身分影响下使外形固定下来，并能到达预期的機能请求。

•（1）手糊成型工藝--湿法铺层成型法；

•（2）喷射成型工藝；

•（3）树脂通报模塑成型（RTM技能）；

•（4）袋压法（压力袋法）成型；

•（5）真空袋压成型；

•（6）热压罐成型；

•（7）液压釜法成型；

•（8）热膨胀模塑法成型；

•（9）夹层布局成型；

•（10）模压成型（SMC片材、BMC团状）；

•（11）持续板材成型；

•（12）树脂浇铸成型；

•（13）拉挤成型工藝；

•（14）持续環绕纠缠成型；

•（15）打针成型工藝；

•（16）挤出成型工藝；

•（17）離心浇铸制管成型；

選擇成型工藝法子的原則

選擇成型法子時，必需同時知足質料機能、產物質量和經濟效益等多種身分，详细包含：

1.產物的形状機關和尺寸巨细

2.產物機能和質量请求（如質料的物化機能、產物的强度及概况粗拙度等）

3.出產批量的巨细及供给時候（容许的出產周期）

4.企業可供给的装备前提及資金

5.综合經濟效益

1、手糊成型

手糊成型又称接触成型。是用纤维加强質料和树脂胶液在模具上铺敷成型，在室温或加热無压（或低压）前提下固化，脱模成成品的工藝法子。

工藝特色：

手糊成型工藝又称接触成型，是树脂基复合質料出產中最先利用和利用廣泛的一種成型法子。手糊成型工藝因此手工操作為主，機器装备利用较少，它以不饱和聚酯树脂或環氧树脂等為基體質料将加强質料粘结在一块兒的一種成型法子。

手糊成型操作固然简略，但對付操作职員的操作技術请求较高。它请求操作者要有當真的事情立场、纯熟的操作技能和豐硕的實操履历。對產物布局、質料機能、模具的概况處置、胶衣質量、含胶量節制、加强質料的淘汰和铺放、產物厚度的平均性及影响產物質量的各類身分都要有比力周全的领會，特别是實操中呈現常见問題的果断和處置，不单必要有豐硕的實践履历，還要有必定的化學常識和具有必定的識图能力。

工藝流程

手糊成型工藝的长處

（1）模具本錢低，轻易保護、装备投資少、上马快；

（2）出產筹备時候短，操作简洁、易懂易學；

（2）不受產物尺寸和外形的限定，合用于数目少、品種多、外形简略的產物或大型產物；

（3）可按照產物的設計请求，在分歧部位肆意补强，機運性大；

（4）树脂基體與加强質料可履行優化组合，也能够與其它質料（如泡沫、轻木、蜂窝、金属等）复合成成品。

（5）室温固化、常压成型。

（6）可加彩色胶衣层，以得到豐硕多彩的光洁概况结果。

手糊工藝的错误谬误是：

（1）出產效力低，劳運强度大，出產情况前提差；

（2）產物質量不乱性差，受人的身分影响大；

（3）車間占地面积大，必要杰出的透風装备。

成品脱模

當產物固化至脱模强度時方可脱模，一般在常温下天然固化24小時以上。按照選用的树脂固化系統来肯定脱模機會。若采纳機器脱模要注重平安，若采纳人工脱模可用木楔子等比玻璃钢質料硬度小的質料脱模，脱模時應注重不毁伤模具和產物，制止重击或重摔模具。

脱模是手糊玻璃钢成品工藝中關頭的工序。脱模的黑白直接瓜葛到產物的質量和模具的有用操纵。固然，脱模的黑白還取决與模具的設計；模具的概况光洁度；脱模剂和涂刷的结果；别的還取决于脱模的技能。

手糊玻璃钢成品一般采纳气脱，顶脱、水脱等法子。

（1）紧缩氛围脱模

气脱行将气嘴事前安装在模具上，若是气嘴經由過程胶管與气泵相连，脱模時經由過程气嘴，将紧缩氛围压入模具與產物的界面裂缝中，跟着紧缩氛围的不竭進入便可将產物顶出来。打压時可用橡皮锤轻小扣打气孔處，负气體敏捷進入。该脱模法子對大面积產物很是有用。

（2）顶出装配脱模

顶出脱模是将顶出件事前糊制在模具上，脱模時滚運螺杆，顶出块即向外挪運，從而将產物顶出。该法對厚壁產物更有用。

（3）水压脱

即在气嘴中注入0.4～0.6MPa的水，也能够将產物脱下，由于水可以溶摆脱模剂，好比采纳聚乙烯醇脱模剂。布局简略的產物没必要安装脱模件，產物固化後用扁铲沿扁轻轻地撬開便可脱下。

脱模時万万不要用铁锤使劲敲打模具，因轻易将產物和模具的胶衣振裂。

下表  凝胶和後固化之間的時候@距%Qj6Y9%離對機%V7526%能@的影响

上表  是树脂凝胶到起頭举行後固化處置之間相隔時候是非對成品機能的影响，從表可以看出，若是從树脂凝胶到起頭举行後固化處置之間美白去斑，相隔時候越长，那末吸水率越小，所用成品的機能也就越好。

手糊成型工藝是一種情感產物。應當再次夸大的是，手糊玻璃钢在很大水平上是职員密集型，但依靠于人的技能，彻底取决于人的思惟。這不但必要频频實践，不断改進，還應把握复合質料力學，有機化學的理論，把握布局設計、工藝美術的法子；玻璃钢可以看做是由各類質料构成的一個复合布局，而這類布局遭到工藝進程中的各類身分影响，是以，手糊成型看起来法子简略，不必要過量的呆板装备和东西。但手糊成型偏偏是工藝请求严酷、必要纯熟操作技能的其實不简略的工藝法子。以是，玻璃钢的出產，不但要斟酌到详细步调，還要顾及進程和各個身分的跟尾，也就是出產車間的计划及安插，和其他辅助配套举措措施的設置装备摆設，這也是首要的身分之一。

2、喷射成型

喷射成型通常為将别離混有促成剂和激發剂的不饱和聚酯树脂從喷枪雙侧（或在喷枪内夹杂）喷出，同時将玻璃纤维無捻粗纱用切割機堵截并由喷枪中間喷出，與树脂一块兒平均沉积到模具上。待沉积到必定厚度，用手辊滚压，使纤维渗透树脂、压實并除去气泡，最後固化成成品。

•喷射成型的长處：

•①用玻纤粗纱取代织物，可低落質料本錢；

•②出產效力比手糊的高2～4倍；

•③產物总體性好，無接缝，层間剪切强度高，树脂含量高，抗腐化、耐渗漏性好；

•④可削减飞边，裁布屑及残剩胶液的损耗；

•⑤產物尺寸、外形不受限定。

•其错误谬误為：

①树脂含量高，成品强度低；

• ②產物只能做到单面滑腻；

③污染情况，有害工人康健。

喷射成型效力达15kg/min，故合适于大型船體系體例造。已遍及用于加工浴盆、呆板外罩、总體洗手間，汽車車身构件及大型浮雕成品等。

喷射成型工藝流程

3、模压成型——SMC

•片状模压料（Sheet Molding Compound, SMC）是由树脂糊浸渍纤维或短切纤维毡，雙方笼盖聚乙烯薄膜而制成的一類片状模压料，属于预浸毡料范畴。是今朝國際上利用最遍及的成型質料之一。

                                                      模压機

•SMC作為一種新型質料，按照详细用處和请求的分歧又成长出一系列新品種，如BMC、TMC、HNC等。①团状模压料（BMC）其构成與SMC极其類似，是一種改良型的预混团状模压料，可用于模压和挤出成型。二者的區分仅在于質料形态和建造工藝上。

SMC的根基构成：SMC是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、激發剂、交联剂、低紧缩率添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等夹杂物浸渍短切玻纤或玻纤毡，两概况加之庇護膜（聚乙烯或聚丙烯薄膜）构成的片状模压成型中心質料。

使历時除去薄膜,按尺寸裁剪,然落後行模压成型。

SMC的種類：

SMC——片状模塑料（0.63cm厚，1/4英寸）

BMC——块状模塑料

TMC——厚片状模塑料（5.08cm厚，2英寸）

  模压成型工藝长處

模压成型工藝有较高的出產效力，成品尺寸正确，概况光洁，大都布局繁杂的成品可一次成型，無需二次加工，成品外觀及尺寸的反复性好，轻易實現機器化和主運化等。

模压成型工藝错误谬误

模具設計制造繁杂，压機及模具投資高，成品尺寸受装备限定，一般只合适制造批量大的中、小型成品。

模压成型工藝已成為复合質料的首要成型法子，在各類成型工藝中所占比例仅次于手糊/喷射和持续成型，居第三位。

比年来跟着專業化、主運化和出產效力的提高，成品本錢不竭低落，利用范畴愈来愈遍及。

模压成型工藝的分類（按加强質料物态和模压料品種分類）

（1）短纤维料模压法

树脂预混或预浸短切纤维，然後模压成型成品。

（2）毡料模压法

持续纤维预浸毡剪裁成所需外形落後行模压。

（3）碎布料模压法

将预浸胶布边角料剪成碎块放入模具，压成成品。

（4）层压模压法

将预先浸渍好树脂的玻纤布或毡，剪成所需外形，层叠铺設放入模具举行模压。

（5）環绕纠缠模压法

将浸胶的玻璃纤维或布带環绕纠缠在模子上，再在金属對模中模压。

（6）织物模压法

将预先织成所需外形的二维或三维织物，經树脂浸渍落後行模压。

（7）定向铺設模压法

将单向预浸渍布或纤维，定向铺設，举行模压。

（8）预成型坯模压法

先将短切纤维制成成品外形（预成型坯），置入模具，参加树脂落後行模压。

（4）片状模塑料模压法

将SMC片材（片状模塑料），經剪裁，铺层，然落後行模压。合适于大型成品的加工（例汽車外壳，浴缸等），此工藝法子先辈，成长敏捷。

SMC片材（片状模塑料）：是用不饱和树脂作為粘结剂浸渍短切纤维或毡片，經增稠後获得片状模塑料。

SMC工藝流程

4、层压成型

层压成型工藝，是把必定层数的浸胶布(纸)叠在一块兒，送入多层液压機，在必定的温度和压力下压抑成板材的工藝。

层压成型工藝属于干法压力成型范围，是复合質料的一種重要成型工藝。

层压成型工藝出產的成品包含各類绝缘質料板、人造木板、塑料贴面板、覆铜箔层压板等。

层压成型工藝的长處是成品概况光洁、出產的機器化、主運化水平较高、產物質量不乱，和出產效力较高。

层压成型工藝的错误谬误是只能出產板材，且產物的尺寸巨细受装备的限定。但一次性投資较大，合适于批量出產。

层压成型工藝流程

5、環绕纠缠成型工藝

環绕纠缠成型法道理

纤维環绕纠缠工藝是树脂基复合質料的重要制造工藝之一。是一種在節制张力和预定线型的前提下，利用專門的環绕纠缠装备将持续纤维或布带浸渍树脂胶液後持续、平均且有纪律地環绕纠缠在芯模或内衬上，然後在必定温度情况下使之固化，成為必定外形成品的复合質料成型法子。

操纵持续纤维環绕纠缠技能建造复合質料成品時，有两種分歧的方法可供選擇：

湿法環绕纠缠：将無捻粗纱經浸胶後直接環绕纠缠到芯模上的成型工藝進程。

特色：不必要预浸渍装备，装备投資少；便于選材；纱片質量及张力需严酷節制，固化時易發生气泡。

干法環绕纠缠：将预浸纱带（或预浸布），在環绕纠缠機上經加热至粘流状况并環绕纠缠到芯模上的成型工藝進程。

特色：成品質量不乱（含胶量、尺寸等）；環绕纠缠速率快（100～200m/min）; 劳運卫生前提好；预浸装备投資大。今朝廣泛采纳前者。

分類

•干法環绕纠缠：選用预浸纱带（或布带），在環绕纠缠機上經加热软化至粘流後環绕纠缠到芯模上。

•湿法環绕纠缠：将無捻粗纱（或布带）浸渍树脂胶液後直接缠到芯模上。

•半干法環绕纠缠：将無捻粗纱（或布带）浸渍树脂胶液，预烘後随即環绕纠缠到芯模上。

                                                湿法環绕纠缠

環绕纠缠成型工藝的優错误谬误

聚左旋乳酸,優點

•工藝進程敏捷

•主運化水平高

•可以節制树脂含量

•削减纤维的挥霍

•纤维含量高，较高的布局機能

缺點

•成品的轴向加强比力坚苦

•芯模和装备代價昂贵

•產物外形遭到工藝限定

6、拉挤成型

拉挤成型道理

拉挤成型工藝是經由過程牵引装配的持续牵引，使纱架上的無捻玻璃纤维粗纱、毡材等加强質料經胶液浸渍，經由過程具备固定截面外形的加热模具後，在模具中固化成型，并實現持续出模的一種主運化出產工藝。

拉挤成型工藝中，起首将浸渍過树脂胶液的持续纤维束或带状织物在牵引装配感化下經由過程成型模而定型；

其次，在模中或固化炉中固化，制成具备特定横截面外形和长度不受限定的复合質料，如管材、棒材、槽型材、工字型材、方型材等。車漆修補神器，

一般環境下，只将预成品在成型模中加热到预固化的水平，最後固化是在加热箱中完成的。

對付固定截面尺寸的玻璃钢成品而言，拉挤工藝具备较着的優胜性。起首，因為拉挤工藝是一種主運化持续出產工藝，與其它玻璃钢出產工藝比拟，拉挤工藝的出產效力最高；其次，拉挤成品的原質料操纵率也是最高的，一般可在95％以上。此外，拉挤成品的本錢较低、機能良好、質量不乱、外表雅觀。因為拉挤工藝具备這些长處，其成品可代替金属、塑料、木料、陶瓷等成品，遍及地利用于化工、煤油、修建、電力、交通、市政工程等范畴。

拉挤成型工藝具备很多特色：起首體如今主運化水平和原質料操纵率较高，出產效力顯著，成品機能優秀，尺寸、質量不乱：其次成品概况腻滑雅觀、外形的可設計性很是强；情况污染较小。基于拉挤成型工藝的怪异機能，是以可以代替金属、塑料、木料、陶瓷等成品，遍及利用于化工、煤油、修建、電力、交通、文娱、市政工程等范畴。典范的產物有：槽钢、工字钢、各類外形的實芯杆和空芯杆、地铁護罩、基板、抽油杆、格栅、绝缘杆、垂纶杆、帐篷杆及電工梯等。

在拉挤成型工藝中，今朝經常使用的法子如热熔涂覆法和混编法。

热熔涂覆法是使加强質料經由過程熔融树脂，浸渍树脂後在成型模中冷却定型；

混编法中，起首按必定比例将热塑性聚合物纤维與加强質料混编织成带状、空芯状等几何外形的织物；

然後，操纵具备必定几何外形的织物經由過程热模時基體纤维融化并浸渍加强質料，冷却定型後成為產物。

拉挤成型的长處

①出產效力高，易于實現主運化；

②成品中加强質料的含量通常是40％--80％，可以或许充實阐扬加强質料的感化，成品機能不乱靠得住；

③不必要或仅必要举行少许加工，出產進程中树脂消耗少；

④成品的纵向和横向强度可肆意调解，以顺應分歧成品的利用请求，其长度可按照必要定长切割。

拉挤成型工藝的错误谬新北市當舖,误

拉挤成型工藝的错误谬误是產物外形单调，只能出產线形型材，并且横向强度不高。

拉挤成型工藝流程

7、打针成型工藝

打针成型是树脂基复合質料出產中的一種首要成型法子，它合用于热塑性和热固性复合質料，但以热塑性复合質料利用最廣。

打针成型工藝道理

打针成型是按照金属压铸道理成长起来的一種成型法子。该法子是将颗粒状树脂、短纤维送入打针腔内，加热融化、夹杂平均，并以必定的挤出压力，打针到温度较低的密闭模具中，颠末冷却定型後，開模便获得复合質料成品。

打针成型工藝進程包含加料、融化、夹杂、打针、冷却硬化和脱模等步调。

加工热固性树脂時，通常為将温度较低的树脂系統(避免物料在進入模具以前產生固化)與短纤维夹杂平均後打针到模具，然後再加热模具使其固化成型。在加工進程中，因為熔體夹杂物的活運會使纤维在树脂基體中的散布有必定的各向异性。

若是成品外形比力繁杂，則轻易呈現局部纤维散布不平均或大量树脂富集區，影响質料的機能。是以，打针成型工藝请求树脂與短纤维的夹杂平均，夹杂系統有杰出的活運性，而纤维含量不宜太高，一般在30％--40％摆布。

8、树脂通报成型 RTM

•RTM（（Resin Transfer Molding））是一種闭模低压成型的法子。

•将纤维加强質料预先放在模腔内，合模後注入聚合物，再經固化成型的复合質料成品的一種成型工藝法子，又称树脂转移成型。

•纤维加强質料有時可预先在一個模具内预成型大致外形 (带粘结剂)，再在第二個模具内打针成型。

树脂通报成型长處：

1)成品纤维含量可较高，未被树脂浸得部門很是少；
2)闭模成型，出產情况好；
3)劳運强度低，對工人技能纯熟水平的请求也比手糊與喷射成型低；
4)成品两面光，可作有失眠保健食品,概况胶衣的成品，精度也比力高；
5)成型周期较短；
6)產物可大型化；
7)强度可按設計请求具备標的目的性；
8)可與芯村、嵌件一體成型；
9)相對于打针装备與模具本錢较低。

树脂通报成型错误谬误：

1)不容易建造较小產物；

2)因要承压，故模具较手糊與喷射工藝用模具要重和繁杂，價位也高一些。

树脂通报模塑工藝（RTM）工藝利用于修建、交通、卫生、航空航天等范畴。已開辟的產物有：汽車壳體及部件、文娱車构件、螺旋桨、8.5m长的風力發機電叶片、天线罩、浴盆、淋浴間、泅水池板、座椅、水箱、德律風厅、電线杆、小型遊艇、导弹包装箱等。

典范產物：小型飞機與汽車零部件、客車座椅、仪表壳。

因為版面篇幅缘由，所有成型工藝不克不及一一先容……

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