复合材料手糊成型工艺喷射成型
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碳纤维复合材料加工工艺一、手糊成型工艺:在模具表面上涂抹脱模剂、胶衣,将事先裁好的碳纤维预浸布铺设在模具工作面上,在工作面上刷涂或喷射树脂胶液,达到所需要的厚度之后,成型固化、脱模、后处理。
在成型技术高度发达的今天,手糊工艺仍然具有工艺简便、投资低廉、适用面广的特点,在石油化工、储存容器、贮槽、汽车壳体等诸多领域有广泛应用。
其缺点是质地疏松、精度不高、表面粗糙、密度低,制品强度不高,并且主要依赖人工,质量不稳定,生产效率很低,难以批量化和标准化。
喷射成型工艺属于手糊成型工艺中低压成型工艺的一类,一般利用短切纤维和树脂混合,在喷枪中利用压缩空气均匀喷洒在模具表面上,达到所需厚度后,再利用手工橡胶来回刷平,最后固化成型。
为改进手糊成型工艺而创造的一种半机械化成型工艺,在生产效率方面有一定的提高,多用来制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。
二、真空热压罐工艺:工艺过程是将单层预浸料按预设方向铺叠成的复合材料坯料放置在热压罐内,在一定预设温度和压力下完成固化的过程。
热压罐是一种能够承受和调整温度、压力范围的专用压力容器。
坯料铺设在涂抹脱模剂的模具表面,然后依次用脱模布、吸胶毡、透气毡完全覆盖,并密封在真空袋内,再放入热压罐内。
在放入热压罐加温固化之前需要抽真空,然后在放入热压罐高温、加压、固化成型固化规则的制定与执行是保证复合材料产品质量的关键。
此种成型工艺适多用于制造整流罩、飞机舱门、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等产品。
三、层压成型工艺:把一层层铺设的预浸料放置在上下平板模之间通过加压高温固化成型,这种工艺可以直接利用木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流动性能,进而进行改进与完善。
此种成型工艺主要用来生产不同规格、不同用途的复合材料板材。
具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定、利用批量化等特点,但是设备投资较大,成本较高。
四、缠绕成型:缠绕成型工艺的发展已经有半个世纪,随着缠绕技术的不断更新,缠绕工艺基本已经成型,并成为金属铝复合材料重要施工工艺之一。
碳纤维复合材料常用制作工艺主要有以下几种:1. 手糊成型工艺:在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣,将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上,刷涂或喷涂树脂体系胶液,达到需要的厚度后,成型固化、脱模。
手糊工艺适用于石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域,但其缺点是质地疏松、密度低,制品强度不高,而且主要依赖于人工,质量不稳定,生产效率很低。
2. 喷射成型工艺:属于手糊工艺低压成型中的一类,使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后,压缩空气喷洒在模具上,达到预定厚度后,再手工用橡胶锟按压,然后固化成型。
喷射成型工艺用于制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层,改进了手糊成型,提高了工作效率。
3. 层压成型工艺:将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化,这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流变性能,进行改进与完善。
层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材,具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点,但是设备一次性投资大。
4. 缠绕成型工艺:将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上,然后固化、脱模成为复合材料制品。
缠绕成型工艺特别适用于制作圆柱体和空心器皿。
5. 挤拉成型工艺:先将碳纤维完全浸润,通过挤拉除去树脂和空气,然后在炉子里固化成型。
这种方法简单,适用于制备棒状、管状零件。
在制作碳纤维复合材料时,需要注意以下事项:1. 设计模具:根据产品设计要求,制作出具有相应形状和尺寸的模具,通常采用数控加工等技术。
2. 确定布料:根据设计要求,选择合适的碳纤维布料和树脂体系。
3. 预浸料制备:将碳纤维布料与树脂混合均匀,制备成预浸料。
4. 成型工艺:根据产品特点和设计要求,选择合适的成型工艺,如手糊成型、喷射成型、层压成型、缠绕成型或挤拉成型等。
5. 固化:将成型后的复合材料进行固化,通常采用热压罐固化、热风循环固化或红外线固化等方法。
6. 脱模:固化后的复合材料需要从模具中脱出,注意避免变形和损伤。
绪论1.复合材料是指由两种或两种以上的不同材料,通过一定的工艺复合而成的,性能优于原单一材料的多相固体材料。
按基体材料不同可分为:金属基复合材料,无机非金属复合材料,树脂基复合材料。
2. 复合材料的主要性能特点:轻质高强,可设计性好,工艺性能好,热性能好,耐腐蚀性能好,电性能好,其它特点:耐候性、耐疲劳性、耐冲击性、耐蠕变性,透光性等。
第一章1. 手糊成型:用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型,室温或加热、无压或低压条件下固化,脱模成制品的工艺方法。
2.手糊成型工艺的优点:1、不受尺寸、形状的限制;2、设备简单、投资少;3、工艺简单;4、可在任意部位增补增强材料,易满足产品设计要求;5、产品树脂含量高,耐腐蚀性能好。
3.手糊成型工艺的缺点1、生产效率低,劳动强度大,卫生条件差;2、产品性能稳定性差;3、产品力学性能较低。
4.选用的原材料必须满足3点要求1、产品设计的性能要求2、手糊成型工艺要求3、价格便宜、材料容易取得5. 聚合物基体的选择选用原则:1.能在室温下凝胶、固化。
并在固化过程中无低分子物产生。
2.能配制成粘度适当的胶液、适宜手糊成型的胶液粘度为0.2Pa·S~0.5Pa·S。
3.无毒或低毒。
4.价格便宜。
6.不饱和聚酯树脂的固化原理:固化是通过引发剂引发聚酯分子中的双键,与可聚合的乙烯类单体(如苯乙烯)进行游离基共聚反应,使线型的聚酯分子交联成三维网状的体形大分子结构。
7.不饱和聚酯树脂的固化过程即它与乙烯类单体共聚的过程,共聚反应过程的三个主要阶段:链引发、链增长、链终止。
8.不饱和聚酯树脂的辅助剂包括交联剂、引发剂、促进剂、阻聚剂、光敏剂等。
9.交联剂要求:高沸点,低粘度,能溶解树脂、引发剂、促进剂、染料等,反应活性大,能使共聚反应在室温或较低温度下进行,能与树脂共聚形成均相共聚物。
常用交联剂:苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二丁酯。
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。
复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺主要包括以下几种:1. 手糊成型工艺:是一种湿法铺层成型法,通过涂刷胶液和铺设纤维织物,在模具上形成一定厚度的层片,然后进行固化。
2. 喷射成型工艺:是将树脂和纤维混合后,通过喷射的方式在模具表面形成一定厚度的层片,再进行固化。
3. 树脂传递模塑技术(RTM技术):将纤维织物放入模具中,然后注入树脂,经过一定的温度和压力条件进行固化,形成复合材料制品。
4. 袋压法成型:是将纤维织物放入密封的袋子里,然后通过压力使纤维织物紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。
5. 真空袋压成型:是在袋压法的基础上,通过抽真空的方式排除纤维织物内的空气和水分,提高制品的密实度和质量。
6. 热压罐成型技术:是将预浸料放入金属模具中,通过热压罐的高温高压作用,使预浸料粘结成复合材料制品。
7. 液压釜法成型技术:是将预浸料放入密封的液压釜中,通过液体介质的压力使预浸料紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。
8. 热膨胀模塑法成型技术:是将纤维织物放入模具中,利用热膨胀原理使纤维织物紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。
9. 夹层结构成型技术:是将两层或更多层预浸料之间夹入一层泡沫材料或其他材料,通过加热加压或抽真空的方式使其粘结成复合材料制品。
10. 模压料生产工艺:是将纤维织物和树脂混合后,经过一定温度和压力条件进行固化,形成模压料,然后将其加工成制品。
11. ZMC模压料注射技术:是将ZMC模压料加热后注入模具中,经过一定的温度和压力条件进行固化,形成复合材料制品。
12. 层合板生产技术:是将多层预浸料按照一定的顺序叠放在一起,然后经过热压或冷压的方式使其粘结成复合材料层合板。
13. 卷制管成型技术:是将纤维织物和树脂混合后,通过卷制机卷制成管状制品。
14. 纤维缠绕制品成型技术:是将纤维织物缠绕在芯模上,然后注入树脂或进行热处理,形成复合材料制品。
15. 连续制板生产工艺:是将预浸料连续通过加热和加压装置,使其连续地粘结成复合材料板材。