热固性复合材料成型工艺

SMC模压成型工艺流程SMC模压成型是一种常见的复合材料成型工艺，被广泛应用于汽车、航天、建筑等领域。

SMC（Sheet Molding Compound）是一种预浸有树脂的增强复合材料，主要由玻璃纤维、石墨、填料和热固性树脂等组成。

在SMC模压成型过程中，首先将预制好的SMC 预浸料加热软化，然后通过模具形成所需的零部件形状，最终在加热和压力的作用下固化成型，达到产品设计要求。

以下是SMC模压成型的工艺流程。

SMC模压成型工艺流程1. 准备工作在SMC模压成型之前，需要准备好所需的模具、预浸SMC料、加热设备以及压力设备等。

确保所有设备运行正常，符合操作规范。

2. 加热预浸料将预制的SMC料放入加热设备中，经过加热软化，使树脂充分熔化，增强纤维得到活化，便于后续成型。

3. 模具装配将加热后的SMC料放入模具中。

模具需要根据所需产品的设计图纸来选择，并确保模具表面干净平整，涂抹模具脱模剂以防粘连。

4. 模压成型开始进行模压成型工艺，将已经装配好的SMC料模具置于压力设备中，通过加压使SMC料充分填充模具腔体，并且确保均匀分布。

5. 施加压力在模具内加入适当的压力，使SMC料在热固化过程中得到充分压实，以确保产品密度和强度。

6. 加热固化通过加热设备对模具中的SMC料施加恒定的温度，使树脂充分固化，增强纤维和填料得到固定，从而形成产品的稳定结构。

7. 冷却脱模待SMC料在模具中充分固化后，关闭加热设备，待产品冷却至室温。

然后打开模具，取出成型产品，进行后续的修整和表面处理。

8. 检验和包装对成型的产品进行外观检验、尺寸检测以及性能测试，确保产品符合设计要求。

最后对产品进行包装，以防止在运输和储存过程中受到损坏。

以上就是SMC模压成型的工艺流程，通过严谨的操作和控制，可以生产出高质量的复合材料制品，满足各行业对材料性能和外观要求的不断提升。

包材技术丨复合材料的成型工艺，一起了解一下！导读从简单纸包装，到单层塑料薄膜包装，发展到复合材料的广泛使用。

复合包装能使包装内含物具有保湿、保香、美观、保鲜、避光、防渗透等特点，本文我们浅述复合材料的成型工艺，内容供优品包材系统的采供朋友们参考：一、基本概念复合材料的最大优点，就是它的性能比其组成材料要好得多。

一方面它可以改善组成材料的弱点，充分发挥其性能优势，例如玻璃和树脂的韧性和强度都不高，但用它们制成的复合材料--玻璃钢的比强度、比刚度和韧性却很高；另一方面可以根据结构和受力要求制成预定的性能分布，对材料进行优化设计。

1.复合材料的分类1)按材料的作用分类结构复合材料和功能复合材料。

2)按基体材料分类树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料和碳/碳复合材料等。

3)按增强材料的性质和形态分类层叠复合材料、细粒复合材料、连续纤维复合材料、短切纤维复合材料、碎片增强复合材料和骨架复合材料等。

2.复合材料的特点1)比强度和比刚度高2)抗疲劳性好3)高温性能好4)减振性能好5)断裂安全性高6)可设计性好二、复合材料用原料1、增强材料(1)碳纤维(2)硼纤维(3)芳纶(4)玻璃纤维(5)碳化硅纤维(６)晶须2、基体材料(1)热固性树脂(2)热塑性树脂3、夹层结构材料夹层结构一般由两层薄的高强度板和中间夹着一层厚而轻的芯结构构成。

三、复合材料的增强机制和复合原则1.增强原理复合材料的复合不是由基体和增强两种材料简单的组合而成，而是两种材料发生相互的物理、化学、力学等作用的复杂组合过程。

2.复合原则以纤维增强复合材料为例，说明复合材料的复合原则。

复合材料中基体起粘结作用，因而基体必须具备如下特点：1）对纤维具有好的润湿性，从而使基体与增强材料间具有较强的结合力，使分离的纤维粘为一个整体，保证纤维的合理分布。

2）基体应具有较好的塑性和韧性，能够延缓裂纹的扩展。

3）基体能够很好地保护纤维表面，不产生表面损伤、不产生裂纹。

SMC复合材料SMC（Sheet Molding Compound）复合材料是一种由玻璃纤维、环氧树脂、填料和添加剂等原材料制成的热固性复合材料。

它具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和成型性能，被广泛应用于汽车、电力、建筑等领域。

本文将从材料特性、制造工艺、应用领域等方面对SMC复合材料进行介绍。

首先，SMC复合材料具有高强度、高刚度和优异的耐热性能。

由于其含有玻璃纤维等增强材料，使得其在拉伸、弯曲等方面具有出色的性能表现，同时还具有较好的耐热性能，适用于高温环境下的使用。

此外，SMC复合材料还具有良好的耐腐蚀性能，能够抵御化学腐蚀、水腐蚀等，因此在户外环境或者化工领域中有着广泛的应用前景。

其次，SMC复合材料的制造工艺相对简单，生产效率较高。

制造SMC复合材料的工艺流程包括原材料预混、模压成型、固化等步骤，整个生产过程可实现自动化操作，大大提高了生产效率。

同时，由于SMC复合材料的成型性能较好，可以通过模具成型制作出各种形状的构件，满足不同领域的需求。

此外，SMC复合材料在汽车、电力、建筑等领域有着广泛的应用。

在汽车领域，SMC复合材料被用于制造车身外板、车身内饰等部件，其轻质、高强度的特性能够降低汽车整车质量，提高燃油经济性。

在电力领域，SMC复合材料被用于制造变压器壳体、绝缘子等，具有优异的绝缘性能和耐候性，能够保障电力设备的安全稳定运行。

在建筑领域，SMC复合材料被用于制造装饰板、管道等，其耐候性和耐腐蚀性能能够满足建筑材料的长期使用需求。

综上所述，SMC复合材料具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和成型性能，制造工艺简单高效，应用领域广泛。

随着材料科学技术的不断发展，相信SMC复合材料在未来会有更广阔的应用前景。

热固性复合材料与热塑性复合材料1热固性树脂基复合材料热固性树脂基复合材料是应用十分广泛的复合型材料，这种材料是经过复合而成，在许多高科技产品中都得到了广泛的应用与研究，例如在大型客运机的应用中，其不仅减轻了重量，并且还优化了飞机的性能，减轻了飞机在飞行过程中的阻碍，热固性树脂具有非常优异的开发潜能，其应用领域也会在其改性后得到更大的发展。

典型的热固性树脂复合材料分为以下几种：（1）酚醛树脂复合材料:随着对阻燃材料的强烈需求，美国西方化学公司，道化学公司等一系列大型化学公司都先后研制成功了新一代的酚醛树脂复合材料。

其具有优异的阻燃、低发烟、低毒雾性能和更加优异的热机械物理性能。

在制备这种具有阻燃效果的材料上，研究人员重新设计思路，在加入不饱和键等其他基团条件下，提高了反应速度，减少了挥发组分。

使酚醛树脂复合材料在其应用领域得到大力发展。

(2)环氧树脂复合材料:由于环氧树脂本身的弱点，研究人员对其进行了两方面的改性研究，一方面是改善湿热性能提高其使用温度;另一方面则是提高韧性，进而提高复合材料的损伤容限。

含有环氧树脂所制备的复合材料己经大力应用到机翼、机身等大型主承力构件上。

(3)双马来酞亚胺树脂复合材料:在双马来酞亚胺树脂复合材料中，由于双马来酞亚胺树脂具有流动性和可模塑性，良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优异性能，所以这种树脂则会广泛运用在绝缘材料、航空航天结构材料、耐磨材料等各个领域中。

(4)聚酰亚胺复合材料:聚酰亚胺复合材料具有高比强度，比模量以及优异的热氧化稳定性。

其在航空发动机上得到了广泛应用，主要可明显减轻发动机重量，提高发动机推重比。

所以在航天航空领域得到了大力的发展和运用。

2热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料:其自身中的基体是热塑性树脂，该类复合材料是由热塑性树脂基体、增强相以及一些助剂组成。

在热塑性复合材料中最典型和最常见的热塑性树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚飒等。

复合材料的成型工艺图1：热固性复合材料最基本的制备方法是手糊，通常包括将干层或半固化片层用手铺设到模具上，形成一个积层。

图中展示的是自由宇航公司的技术员（佛罗里达州墨尔本）正在通过手糊工艺加工一个碳/环氧预浸料，将用于制造通用航空飞机部件。

资料来源：自由宇航公司在复合材料的加工成型过程中会使用一系列模具，用来给未成形的树脂及其纤维增强材料提供一个成型的平台。

手糊（hand layup）成型是热固性复合材料最基本的制备方法，即通过人工将干层或半固化片层铺设到模具上，形成一个积层。

铺层方式分为两种：一种称为干法铺层，是先铺层后将树脂浸润（例如，通过树脂渗透方式）到干铺层上的方式，另一种方式是湿法铺层，即先浸润树脂后铺层的顺序。

现在普遍使用的固化方式可以分为以下几种：最基本的是室温固化。

不过，如果提高固化温度的话，固化进程也会相应加快。

比如通过烤箱固化，或使用真空袋（vacuum ba g）通过高压釜固化。

如果采用高压釜固化的话，真空袋内通常会包含透气膜，被放置在经手糊的半成型制品上，再连接到高压釜上，等最终固化完成后再将真空袋撤去。

在固化过程中，真空袋的作用是将产品密封在模具和真空袋之间，通过抽真空对产品均匀加压，将产品中汇总的气体排出，从而使产品更加密实、力学性能更好。

图2：热压釜独有的高温和高压条件使其成为完成热固性树脂零部件的固化的重要工具。

控制软件的改进则能够帮助经营者提高35-40%的生产量。

同时，一些新的树脂配方正在开发当中，将通过低压固化处理。

图中是Helicomb国际公司（俄克拉荷马州塔尔萨）的一名操作人员正在使用高压釜进行固化处理。

来源：Helicomb国际公司许多高性能热固性零件都需要在高热高压的条件下完成固化。

但是高压釜（Autocl aves）的设备成本和操作成本都较昂贵。

采购高压釜设备的制造商通常会一次性固化一定数量的部件。

对于高压釜的温度，压力，真空和惰性气体（inert atmosphere）等一系列参数，计算机系统能帮助实现远程甚至无人监控和检测，并最大限度地提高该技术的利用效率。

复合材料(fù hé cái liào)工艺详解——热固与热塑树脂(shùzhī)热固性树脂(shùzhī)成型工艺手糊成型(chéngxíng)工艺（手糊类）手糊成型：用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺覆成型，室温（或加热）、无压（或低压）条件下固化，脱模制成品的工艺方法。

1.原料：①树脂：不饱和聚酯树脂，环氧树脂；②纤维增强材料：玻纤制品（无捻粗纱、短切纤维毡、无捻粗纱布、玻纤细布、单向织物），碳纤维，Kevlar纤维；③辅助材料：稀释剂，填料，色料。

2.工艺过程：2.1 原材料准备2.1.1胶液准备胶液的工艺性主要指胶液粘度和凝胶时间。

①手糊成型的胶液粘度控制在0.2Pa·s～0.8Pa·s之间为宜。

环氧树脂可加入5%～15%（质量比）的邻苯二甲酸二丁酯或环氧丙烷丁基醚等稀释剂进行调控。

②凝胶时间：在一定温度条件下，树脂中加入定量的引发剂、促进剂或固化剂，从粘流态到失去流动性，变成软胶状态的凝胶所需的时间。

手糊作业前必须做凝胶试验。

但是胶液的凝胶时间不等于制品的凝胶时间，制品的凝胶时间不仅与引发剂、促进剂或固化剂有关，还与胶液体积、环境温度与湿度、制品厚度与表面积大小、交联剂蒸发损失、胶液中杂质的混入、填料加入量等有关。

2.1.2增强材料的准备手糊成型所适用增强材料主要是布和毡。

需要注意布的排向，同一铺层的拼接，布的剪裁。

2.1.3胶衣糊准备胶衣树脂的性能指标：外观：颜色均匀，无杂质，粘稠状流体；酸值：10mgKOH/g～15mgKOH/g（树脂）；凝胶时间：10min ～15min；触变指数(zhǐshù)：5.5～6.5；贮存(zhùcún)时间：25℃ 6个月2.1.4手糊制品厚度(hòudù)与层数计算①手糊制品(zhìpǐn)厚度t:制品（铺层）的厚度；m：材料质量，Kg/m2；k：厚度常数，mm/(Kg·m-2)材料厚度常数k表材料性能玻璃纤维E型 S型 C型聚酯树脂环氧树脂填料-碳酸钙密度（Kg/m3）2.56；2.49；2.45 1.1；1.2；1.3；1.4 1.1；1.3 2.3；2.5；2.9k[mm/(Kg·m-2)]0.391；0.402；0.408 0.909；0.837；0.769；0.714 0.909；0.769 0.435；0.400；0.345②铺层层数计算A：手糊制品总厚度，mm；m f：增强纤维单位面积质量，Kg/m2；kf：增强纤维的厚度常数，mm/(Kg·m-2)；kr：树脂基体的厚度常数，mm/(Kg·m-2)；c：树脂与增强材料的质量比；n：增强材料铺层层数。

复合材料热压成型工艺
复合材料热压成型是一种常见的制备复合材料的工艺。

该工艺通常用于制备热固性树脂基复合材料，包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。

具体的工艺步骤如下：
1. 准备材料：选择适当的树脂基质和纤维增强材料，并将其切割成适当的尺寸和形状。

2. 制备预浸料：将树脂基质浸渍到纤维增强材料中，使其充分浸润，并去除多余的树脂。

3. 配置层次结构：将预浸料按照设计要求层叠在一起，形成所需的复合材料结构。

4. 热压成型：将层叠好的预浸料放入预热的模具中，并施加压力和温度。

树脂基质将在高温下熔融，并在压力下浸润纤维增强材料，形成固化的复合材料。

5. 固化处理：在一定的时间和温度条件下，保持压力和温度，使树脂基质充分固化。

6. 冷却和脱模：待复合材料固化后，缓慢冷却至室温，并从模具中取出。

复合材料热压成型工艺具有工艺稳定、成型精度高、产品性能
优良等优点。

它广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域。

复合材料成型工艺模压成型工艺模压成型工艺是一种热固性复合材料的成型方法。

将一定量的模塑料放入一对金属模(即金属对模)中，在一定的温度和压力下，使模塑料在模腔内受热塑化，受压流动并充满模腔成型。

模压成型工艺一种热固性复合材料的成型方法。

将一-定量的模塑料放入一对金属模(即金属对模)中，在一定的温度和压力下，使模塑料在模腔内受热塑化，受压流动并充满模腔成型周化而成型。

模压成型工艺在成型过程中需要加热和加压，使得模塑料塑化产生流动充满模腔，并使树脂发生固化反应。

在复合材料模塑料流动充满模腔的过程中，不仅树脂流动，增强材料也随之流动，使树脂和纤维同时充满模腔的各个部位。

因此，模压成型工艺需要的成型压力较其他工艺方法高，它属于高压成型。

要求模压成型的模具具有高强度高精度、耐高温。

模压成型方法生产效率高，制品尺寸精确，表面光沽，适合大批量生产。

热塑性复合材料成型工艺热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称，国外称FRTP（Fiber Rinforced Thermo Plastics）。

由于热塑性树脂和增强材料种类不同，其生产工艺和制成的复合材料性能差别很大。

从生产工艺角度分析，塑性复合材料分为短纤维增强复合材料和连续纤维增强复合材料两大类：（1）短纤维增强复合材料①注射成型工艺；②挤出成型工艺；③离心成型工艺。

（2）连续纤维增强及长纤维增强复合材料①预浸料模压成型；②片状模塑料冲压成型；③片状模塑料真空成型；④预浸纱缠绕成型；⑤拉挤成型。

热塑性复合材料的特殊性能如下：（1）密度小、强度高热塑性复合材料的密度为1.1～1.6g/cm3，仅为钢材的1/5～1/7，比热固性玻璃钢轻1/3～1/4。

它能够以较小的单位质量获得更高的机械强度。

一般来讲，不论是通用塑料还是工程塑料，用玻璃纤维增强后，都会获得较高的增强效果，提高强度应用档次。

（2）性能可设计性的自由度大热塑性复合材料的物理性能、化学性能、力学性能，都是通过合理选择原材料种类、配比、加工方法、纤维含量和铺层方式进行设计。

由于热塑性复合材料的基体材料种类比热固性复合材料多很多，因此，其选材设计的自由度也就大得多。

（3）热性能一般塑料的使用温度为50～100℃，用玻璃纤维增强后，可提高到100℃以上。

尼龙6的热变形温度为65℃，用30%玻纤增强后，热形温度可提高到190℃。

聚醚醚酮树脂的耐热性达220℃，用30%玻纤增强后，使用温度可提高到310℃，这样高的耐热性，热固性复合材料是达不到的。

热塑性复合材料的线膨胀系数比未增强的塑料低1/4～1/2，能够降低制品成型过程中的收缩率，提高制品尺寸精度。

其导热系数为0.3～0.36W(㎡·K)，与热固性复合材料相似。

（4）耐化学腐蚀性复合材料的耐化学腐蚀性，主要由基体材料的性能决定，热塑性树脂的种类很多，每种树脂都有自己的防腐特点，因此，可以根据复合材料的使用环境和介质条件，对基体树脂进行优选，一般都能满足使用要求。

热固性复合材料热固性复合材料是一种由多种不同性质的材料经过特定工艺加工而成的新型材料。

它具有优异的力学性能、耐高温性能和化学稳定性，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。

首先，热固性复合材料的基本组成是由增强材料和基体材料组成的。

增强材料通常是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，而基体材料则是树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。

这两种材料的组合使得热固性复合材料具有轻质、高强度、刚度大、耐腐蚀等特点，因此在航空航天领域得到了广泛应用。

其次，热固性复合材料的加工工艺主要包括预浸料制备、层叠成型、固化硬化等步骤。

预浸料是将增强材料预先浸渍在树脂基体中，然后通过层叠成型将预浸料层叠成所需形状，最后进行固化硬化使得复合材料形成。

这种加工工艺保证了复合材料的成型精度和力学性能。

另外，热固性复合材料在航空航天领域的应用非常广泛。

在飞机制造中，热固性复合材料可以用于制造机身、机翼、尾翼等部件，不仅可以减轻飞机重量，提高飞行速度，还能提高飞机的结构强度和耐久性。

在航天器制造中，热固性复合材料可以用于制造导弹、卫星等部件，具有抗辐射、耐高温等特点，能够适应极端的空间环境。

最后，热固性复合材料的发展前景非常广阔。

随着科学技术的不断进步，热固性复合材料的性能将会不断提高，应用领域也将不断扩大。

同时，热固性复合材料的生产工艺也将不断完善，使得复合材料的成本得以降低，进一步促进了其在各个领域的应用。

总之，热固性复合材料作为一种新型材料，具有广阔的应用前景和发展空间。

它的优异性能和多样化的应用使得它成为了航空航天、汽车、船舶、建筑等领域不可或缺的材料之一。

随着技术的不断进步，相信热固性复合材料将会在未来发挥更加重要的作用。