聚合物基復(fù)合材料成型工藝(編輯修改稿)
2025-03-03 23:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 加熱 預(yù)浸料熔融 粘流態(tài) 高彈態(tài) 固化 玻璃態(tài) 復(fù)合材料 流動(dòng)模型：樹脂流動(dòng)特性 熱化學(xué)模型：樹脂體系吸熱、放熱過(guò)程 空隙模型：成型缺陷 內(nèi)應(yīng)力模型：收縮應(yīng)力、熱應(yīng)力 3. 真空封裝材料鋪疊順序 專家系統(tǒng)：控制熱壓罐成型工藝過(guò)程 固化模型 復(fù)合材料 4. 工藝參數(shù) 固化溫度、時(shí)間：取決于樹脂體系和制件厚度； 升溫速率 固化壓力：排除過(guò)剩樹脂，使制件密實(shí)； 加壓時(shí)機(jī) 真空度：排除夾雜空氣和揮發(fā)物 復(fù)合材料 1. 定義 ?模壓成型 將復(fù)合材料片材或模塑料放入金屬對(duì)模中，在溫度和壓力作用下，材料充滿模腔，固化成型，脫模制得產(chǎn)品的方法。 2. 特點(diǎn) ①生產(chǎn)效率較高，制品尺寸準(zhǔn)確，表面光潔，產(chǎn)品無(wú)需二次加工，易于機(jī)械化、自動(dòng)化； ②模具設(shè)計(jì)制造復(fù)雜，壓機(jī)及模具投資高，產(chǎn)品尺寸受設(shè)備限制，只適于大批量中小型制品。 復(fù)合材料 3. 工藝流程 1）模壓料估算 模具預(yù)熱 涂刷脫模劑 裝模 壓制 模壓料稱量 預(yù)熱 脫模 后處理 檢驗(yàn) 制品 r：制品密度 V：體積 a:物料損失系數(shù) (3%~5%) 復(fù)合材料 2）確定工藝參數(shù) A. 溫度 裝模溫度： 取決于模壓料品種，制品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)效 率（快速成型 80℃ 以上，一般室溫 ~90 ℃ ） 升溫速度： 10 ℃ /h~ 30 ℃ /h 最高模壓溫度 固化溫度 （溫度過(guò)低，固化不完全；過(guò)高，局部固化，中間固化不良） 保溫時(shí)間 固化反應(yīng)時(shí)間不穩(wěn)定，導(dǎo)熱時(shí)間 復(fù)合材料 B. 壓力 作用：克服模壓料之間以及與模腔間的摩擦，物料充 滿模腔；壓緊制品，保證形狀和尺寸 加壓時(shí)機(jī)：樹脂激烈反應(yīng)放出大量氣體之前 a. 憑經(jīng)驗(yàn)（樹脂拉絲）； b. 樹脂凝膠溫度； c. 氣體釋放量 放氣充模（加壓、卸壓、反復(fù)幾次） 復(fù)合材料 3）預(yù)熱和預(yù)成型 ：改善工藝性能，提高模壓料溫度，縮短固化時(shí)間，降低成型壓力； B. 預(yù)熱方法：加熱板、紅外線、電烘箱、高頻、遠(yuǎn)紅外 60~100?， 30min C. 預(yù)成型（室溫下預(yù)先壓制）：縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率及制品性能 復(fù)合材料 一、 工藝流程 ?層壓成型 1）膠布裁剪（下料） 連續(xù)切割，手工裁剪， d≥9mm厚板，膠布緯向比橫板窄 5~10% 2）配疊（排版或配布） ①每塊板料兩面各放 2~3張面層膠布 ②膠布揮發(fā)分＜ 7%，否則干燥處理 ③ d≥9mm 厚板，中間可夾配表角料、碎布，但不超過(guò)總量 10% ④確定配料量 按質(zhì)量法下料 按層數(shù)下料：預(yù)先確定 1mm板材所需膠布張數(shù)，據(jù)此估算 F面積； H厚度； r： 密度； a物料損失系數(shù) H＜ 5mm,r=~。 H＞ 9mm,r=~ 復(fù)合材料 3）組合 ①疊合體 =鐵板 +襯紙 +單面鋼板 +板料 +雙面鋼板 +板料+…..+ 雙面鋼板 +板料 +單面鋼板 +襯紙 +鐵板 一個(gè)疊合體 5~10塊板，一次可壓制 7~10個(gè)疊合體 ②組合原則：厚板放二側(cè)，薄板料放中間；薄板料放二側(cè)，后板料放中間； H≥20mm，單獨(dú)壓制 ③ 襯墊材料（襯紙、石棉布）：傳熱、傳壓均勻；多次使用后變脆，應(yīng)更換 復(fù)合材料 4）熱壓 預(yù)熱預(yù)壓：樹脂熔化，除去揮發(fā)份；樹脂浸漬玻璃布， 逐步固化至凝膠態(tài) （板坯流膠，但不能拉絲時(shí)，預(yù)壓結(jié)束） 熱壓：施加最高壓力并保溫 2~7min/mm 5）冷卻脫模： 通冷卻水并保持， t＜ 50℃ ，除去壓力，取出板材 6）后處理： 后固化，烘箱， 120~130℃ ， 120~150min 復(fù)合材料 二、 工藝參數(shù) 1）成型壓力： 壓力大小、加壓次數(shù)、加壓時(shí)機(jī) 壓力大小因素：膠布特性，板料厚度，升溫速度 2）成型溫度 ①預(yù)熱階段（最高溫度為凝膠溫度） ②中間保溫階段（初步固化），板料浸潤(rùn)、密度 ③升溫階段（最高溫度為固化溫度） ④加壓保溫階段（充分固化） ⑤冷卻階段 （ t＜ 50℃ ） 3）成型時(shí)間 （預(yù)壓、熱壓、冷卻時(shí)間之和） 因素：樹脂固化速度，層壓板厚度，壓制溫度 復(fù)合材料 1. 過(guò)程 ?短纖維沉積預(yù)成型法 將短纖維預(yù)先制成與制品形狀相似的疏松氈狀毛坯，然后再浸漬膠液，經(jīng)壓緊固化而得到復(fù)合材料制品 短切纖維 毛坯 浸膠 固化 壓緊 制品 2. 方法 纖維吸積法 纖維噴積法 復(fù)合材料 復(fù)合材料 1. 定義 ?噴射成型工藝 通過(guò)噴槍將短切纖維和霧化樹脂同時(shí)噴射到模具表面，經(jīng)棍壓、固化制得復(fù)合材料制件的方法。 2. 工藝示意圖 復(fù)合材料 復(fù)合材料 復(fù)合材料 3. 工藝流程 復(fù)合材料 4. 工藝控制 1）樹脂凝膠時(shí)間 2）樹脂 /玻纖 =（ ~） /1（質(zhì)量比） 3）膠衣樹脂凝膠 第一層 （ 1mm） 輥壓 第二層 （ 2mm） 輥壓 …… 第 N層 （ 2mm） 最后
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