高光泽热塑性复合材料制件的加工——利用感应加热模具生产塑件新技术

热塑性复合材料的加工技术现状应用及发展趋势热塑性复合材料是指由热塑性树脂基体和增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）组成的材料。

它具有良好的机械性能、化学稳定性和耐磨性，广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。

随着科学技术的发展，热塑性复合材料的加工技术也不断推进，应用范围也在不断扩大。

在热塑性复合材料的加工技术方面，目前主要有预浸法、树脂浸渍法和树脂缠绕法等。

预浸法是将热塑性树脂浸渍到增强材料中，形成预浸料，然后通过压塑和热固化等工艺进行成型。

这种加工技术具有成型周期短、生产效率高、成本低等优点，适用于大批量生产。

但是预浸法的工艺控制要求较高，需要保持一定的工艺温度和压力，以确保产品的质量。

树脂浸渍法是将增强材料浸渍到热塑性树脂中，形成蜂巢结构后加热熔融，然后采用压塑成型。

这种加工技术具有成型性能好、质量稳定等优点，适用于复杂产品的生产。

但是树脂浸渍法需要较长的热固化时间，加工周期较长。

树脂缠绕法是将热塑性树脂涂覆在纤维上，通过控制缠绕角度和缠绕层数，形成复杂的形状。

这种加工技术具有成型灵活、节约材料等优点，适用于空间限制较大的产品。

但是树脂缠绕法需要掌握一定的工艺技巧，以确保产品质量。

热塑性复合材料的加工技术在航空航天、汽车等行业得到了广泛的应用。

在航空航天领域，热塑性复合材料可以用于制造机翼、机身等零部件，以提高飞机的载重能力和燃油效率。

在汽车行业，热塑性复合材料可以用于制造车身、底盘等部件，以提高汽车的安全性和节能性能。

随着科学技术的不断进步，热塑性复合材料的加工技术也在不断发展。

一方面，加工工艺越来越精细化和自动化，提高了生产效率和产品质量。

另一方面，新型材料的研发和应用也为热塑性复合材料的加工技术带来了新的发展方向。

例如，纳米级增强材料的应用可以改善热塑性复合材料的力学性能和耐热性能；3D打印技术的应用可以实现复杂形状的制造，提高产品的适应性和精度。

综上所述，热塑性复合材料的加工技术在应用和发展方向上都取得了很大的进展。

《复合材料成型工艺技术》课程标准一、课程基本信息二、课程定位《复合材料成型工艺技术》是复合材料加工与应用技术专业的一门综合性、操作性较强的职业能力必修课程。

通过本门课的学习要求学生掌握玻璃钢产品常用成型方法、工艺，具备一定的玻璃钢成型操作能力和工艺调整、创新能力。

三、课程设计思路本课程是基于玻璃钢生产成型工作过程开发的复合材料加工与应用技术专业课程体系的有机组成部分，贯彻实施“行动导向教学法”，努力做到“理实一体”，将本课程设计为五个项目，共计十个单元，项目设计结合生产实际又利于教学实施，每个单元均有明确可行的教学目标，科学严谨的教学程序，能充分调动学生的学习积极性，让学生真正做到“做中学，学中做”。

四、课程目标（一）能力目标1，玻璃钢成型基本操作能力。

2，玻璃钢成型加工工艺参数调整能力，生产质量控制能力。

3，解决实际问题能力，独立学习新技术的能力。

（二）知识目标1，玻璃钢成型工艺概貌。

2，手糊成型原材料、工艺过程、工艺参数3，模压成型原理、工艺流程、工艺参数（三）素质目标1，培养学生认真负责的工作态度，严谨细致的工作作风；2，具有人际沟通、组织协调和执行任务的能力。

（四）其他目标说明：各专业可根据课程特色和需要对上述样表进行修改或完善。

六、课程实施建议（一）教学建议（从教学条件、教学方法与手段、课程资源的开发与利用、教材选用等方面进行说明）1. 扩建、完善复合材料实训室建设，包括通风设备、液压设备，模具等补充。

2. “行动导向教学法”。

3. 开发本课程PPT，收集整理相关视频、图片教学资料，部分成型工艺的动画制作；自编教材。

（二）考核建议本课程的考核分理论考核和实操考核两部分，总成绩为100分。

理论考核形式为闭卷考试，占总成绩比例的40%，所考内容涵盖所有任务项目内容。

实操考核为现场操作，占总成绩比例的50%，将操作过程细化到每一步的操作，不同的内容分值权重也不一样，最终形成实操考核成绩；另外还有10%的平时成绩，主要包括平时上课迟到、早退情况、课堂及试验表现情况、作业完成情况等综合评定。

锆及锆合金塑性变形加工的感应加热（上）李韵豪【摘要】根据锆及锆合金塑性变形加工（挤压）前加热的特点，论述锆及其合金的热物理参数、加热规范，提出锆及其合金，主要是核级锆合金Zr-4感应加热频率、功率、加热（含保温）时间等的确定，感应加热方案设计及感应器参数计算。

【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2016(000)015【总页数】5页(P60-63,64)【作者】李韵豪【作者单位】【正文语种】中文【编者按】常用的有色金属如铝、铜、钛、锆、钽、铌、镁等及其合金因具有一系列非常优异的特性，其塑性变形制品在航空航天、国防、汽车、机车及民用等诸多领域得到越来越广泛的应用。

这些有色金属及其合金塑性变形前的加热，也正由传统火焰炉加热向高效节能的感应加热过渡，更多的锻造厂家已意识到，感应加热是有色金属及其合金诸多加热方式中更先进、更理想的加热方式。

1. 锆及锆合金的分类锆及其合金具有优异的核性能：其热中子吸收截面小，对2200m/s的中子，纯锆的俘获截面只有0.18×10-28m2，这就能保证核动力反应堆中有足够的热中子数量以维持它正常运转。

锆及其合金易加工，同核燃料UO2相容性好，在300～400℃的高温高压水和蒸汽中，都有良好的耐蚀性和热强性。

由于这些特性，锆及其合金主要用于水冷核反应堆的堆芯结构材料中，如核燃料包壳、压力管、支架等。

由于锆合金对酸、碱、盐有优良的抗蚀性，也广泛用于制造化工和制药器皿等行业。

按金属铪（Hf）的含量分，锆合金分为两种：一种用于核动力反应堆的核级锆合金（铪含量低于100ppm，1ppm=10-6），另一种用于工业设备的锆合金，为工业级锆合金（一般铪含量的质量分数低于5%）。

核级锆合金目前主要有三大系列：即Zr-Sn系合金（Zr-2、Zr-4等）、Zr-Nb系合金（Zr-2.5Nb、M5、E110、C7等）和Zr-Sn-Nb系合金（Zirlo、E635等）。

核级锆合金铸锭、棒、管材标准依次为GB/T8767—2010、GB/T8769—2010、GB/T26283—2010。

I ndustry development行业发展基于钛合金超塑成形工艺与应用刘 富1，程 旭2摘要：近年来，基于飞机、船舶、发动机等制造行业的迫切需要，国内外提出了对制造材料和制造技术的新的时代发展要求，同时也迎来了新的挑战和机遇。

世界许多国家逐渐意识到了钛合金金属材料在航空航天中的重要作用。

作为科技快速发展的国家，我国对于钛合金材料也采取了鼓励研究和开发的政策。

因此，本文立足于钛合金的角度，阐述了钛合金的超塑成形工艺和应用。

关键词：钛合金；超塑成形；工艺；应用钛合金在制造飞机中是不可或缺的材料，其在我国的航空航天行业中占据着重要的地位。

从七十年代开始，中国就一直在对钛合金进行研究和创新。

目前，国内已经有多家从事钛合金超塑成形研究的机构。

在多年的发展和努力下，钛合金的超塑成形工艺得到了良好的创新和发展，并被广泛应用于军用和民用领域。

这一发展不仅促进了军事制造方面的发展，同时也对经济产生了积极的推动作用。

1 钛合金概念1.1 钛合金的定义钛是一种在20世纪才被广泛发现并使用的金属矿物。

它的密度为4.51g/cm3，熔点将近2000℃。

这种金属在自然界中分布较广，占据了地球地壳质量的百分之六。

钛是金属元素中含量第十高的，全球储量是铜的几十倍。

钛合金是由钛为基础元素与其他元素混合而成的一种合金。

它具有抗高温、高强度和抗腐蚀等优良性能。

因此，钛合金被世界各国广泛应用于航天航空、轮船、汽车以及其它工业领域中，成为重要的组成部分。

1.2 钛合金的特性1.2.1 密度小、强度高、比强度较大钛的密度为4.51g/cm3，是普通钢密度的一半，强度比铝要大近三倍。

此外，钛合金的强度是常用工业金属合金中最大的。

它的强度可与铁碳合金相媲美。

钛合金的强度甚至远远超过不锈钢、铝合金、镁合金等合金。

因此，它在航空航天、飞机和导弹建造等领域中是不可或缺的金属结构材料，常常被视为理想的材料。

1.2.2 抗腐蚀性较为优异金属钛合金的钝性关键在于氧化膜的形成。

科技成果——长纤维增强热塑性复合材料技术开发单位北京大学成果简介长纤维（玻璃纤维、碳纤维等）增强热塑性复合材料（Long Fiber reinforced Thermoplastics，LFT）是20世纪90年代逐渐发展起来的一种新型纤维增强树脂基复合材料，具有高强度、高刚性、高尺寸稳定性、耐高温、低吸水率、低翘曲度、使用寿命长、高低温抗耐蠕变性能优良、可回收再利用等显著特点，可以弥补常规短纤维增强热塑性塑料（SGRT）的许多不足和缺点。

该新材料在汽车、电子、家电、通讯、机械、化工、军工、体育器材、医疗器械等领域具有广泛应用，市场发展潜力巨大。

应用范围（1）汽车行业保险杠、车门板/自锁刹车系统、小轴和齿轮零件/汽车行李架与缓冲器/汽车蓄电池外壳/铁铝浇注件/轿车座椅骨架、仪表板、汽车椅背、换档器底座等。

（2）机电行业导流管扇叶和电机过滤器罩、风叶/同轴气缸离合器辅助件/高承载力、高扬程潜水电机、水泵/止推轴承、导轴承/机车导轨、真空泵、压缩机转子等。

（3）通讯、电子、电器行业高精度接插件、点火器零组件、线圈轴、继电器基座/微波炉变压器线圈架、框架/电气联结器、继电器、电磁阀封装件/扫描仪组件等。

打印机壳体、软盘传动系统、传真机壳体、风扇叶片、低压电器壳与内支架、电器开关壳、电脑外内支架壳体、电视机调谐器、电视机后盖、洗衣机内桶、烤面包箱底板、电热锅、电安斗把手等。

（4）化工防腐及医疗器械上的应用化工防腐设备、贮罐、管道、电镀槽部件、防腐地板、门窗构件、印染板架框、医疗器械非金属结构件等。

（5）建筑工程上应用LFT在建筑工程上主要用来制作建筑模版、装饰板、保温隔热件、隔音板等材料，大多采用GMT板状材料，用模压、真空模压成型等方法，主要使用材料为玻璃纤维（GF）增强工程塑料，比如GF/PP、GF/PVC、GF/PV、GF/PE等。

近几年来，作为混凝土增强用热塑性复合材料棒材发展很快，这类材料大多用拉挤、拉挤＋模压（根压）、拉挤＋缠绕等成形办法。

电磁感应加热技术及其在制造领域中的应用第一章：电磁感应加热技术的概述电磁感应加热技术是指利用高频电磁场对带电体内部的电子进行高速振动而产生热能的加热方式。

其工作原理是在金属导体中产生射频电流，这些电流会通过电阻加热产生电磁感应加热效应。

电磁场加热技术已经广泛应用于工业、医疗、能源、环境等领域。

第二章：电磁感应加热技术的优点电磁感应加热技术有许多优点，包括高效率、环保、经济、紧凑和灵活性等。

此外，电磁加热还具有可重复性和精度高等特点，可以节约能源、减少污染，保障生态环境，促进可持续发展。

第三章：电磁感应加热技术在制造领域中的应用电磁加热技术在制造业中的应用非常广泛，以下是电磁感应加热技术在制造领域中的几种应用：（一）金属加热和熔化直接在金属表面加热或在高温零件的金属表面附加热，可以减少加热时间和能源消耗。

熔化金属的应用包括锭子铸造、合金工艺处理、熔化、金属回收和处理等。

（二）塑料加热和熔化将电磁场应用于塑料加热即可加快熔化速度，提高生产力。

特别是对于热敏性塑料，电磁加热技术可以控制熔化速度和温度，保证制品的质量。

（三）木材加工木材在电磁加热下可以快速热解，各组分分离出来，但不会发生固化。

电磁加热可以控制木材的质量和急速干燥，使得木材在加工中具备特定的性能要求。

（四）玻璃制造在玻璃制造过程中，电磁加热技术可以提高玻璃成型温度，加快成型速度，减少加热时间和能源消耗。

在玻璃表面处理中，电磁加热提高了玻璃表面硬度和光泽度。

第四章：电磁感应加热技术的研究和发展电磁加热是一种新兴的技术，由于其优点和应用前景，吸引了越来越多的研究者投入到这一领域的研究和开发中来，因此，还有更广泛的机会和挑战。

第五章：结论电磁感应加热技术是一种非常先进的制造技术，已经在许多工业领域得到了广泛应用。

基于电磁加热技术的制造工艺具有高效率、经济、环保等优势，可以大大提高制造业的生产效率和质量。

W 6V N TE C H N O L O G Y &I N N O V A T I O N■感应加热技术一般用于热处理工件,包括退火、回火、淬火等工艺,具有成本低、氧化皮少、产品质量高,易组织流水化作业等特点,广泛用于钢管在线加热回火、退火、淬火,钢管的热喷涂线材在线加热处理、钢轨表面淬火、钢丝回火、半轴、曲轴、连杆、斧、刀具、工具等淬火工艺。

感应加热同时也是一种高效的加热塑料模具途径,尽管在这方面一直没有得到广泛地推广并加以应用,但有部分人热衷于采用此类模具加热方法。

最近,法国R ocTool 公司将电磁感应技术的开发应用上了一个新的台阶,目前这家成立只有6年历史的技术开发公司正在运用感应加热的塑料模具,用于加工长玻璃纤维增强热塑性复合塑料大型部件,如具有A 级光泽表面的汽车板件。

R ocTool 公司的专利方法是:只对模具的表面进行加热和冷却,这样要比传统的模具加热方法可获得更快的生产循环周期,感应器接通电能的时间只有短短的几分钟,在模具表面的加热深度也只有0.2mm,整套模具的99.9%仍处于冷却状态。

现在,由R ocTool 公司开发的这种感应加热技术也仅有3家企业获得了应用生产授权。

其中包括:由GE 塑料公司和PPG 工业公司组建的合资企业z 国际有限公司,z 公司将这项技术应用到压塑模具上,利用SuperLit e牌号玻璃纤维热塑性毡片基复合塑料片材加工出具有A 级光泽表面的汽车部件;另一家获得授权生产的企业是荷兰皇家Lankh or st Eur onete 集团,这家荷兰公司正在进行评估论证工作,计划应用感应加热模具技术生产出具有高强度、高韧性的P P 压固塑带材;还有就是日本Ma rubeni 公司寻求在日本国内找到合作伙伴,共同开发感应加热技术。

另外,德国克劳斯玛菲公司已与R ocTool 公司达成合作开发意向,将感应加热模具安装到克劳斯玛菲公司出品的长纤维增强热塑性塑料注射装置上。