复合材料用预浸料3

复合材料的预浸料模压成型工艺复合材料是由至少两种不同材料组成的复合材料，以获得所需性能的材料。

其中一种常见的制备方法是预浸料模压成型工艺。

预浸料是一种由纤维增强材料（如碳纤维或玻璃纤维）与树脂基体组成的片材。

这种预浸料一般由两种方式制备：第一种是利用干法制备，将预浸料按照一定比例将纤维和树脂混合，再通过特殊的处理方法使树脂固化，最终形成片材。

第二种是湿法制备，先将纤维浸渍在树脂中，使其充分浸润树脂，然后通过固化过程形成片材。

在预浸料模压成型工艺中，首先将预浸料剪成需要的尺寸，然后将其放置在模具中。

模具的形状和尺寸需要根据产品的要求来设计。

接下来，将模具加热至一定温度，以使预浸料中的树脂熔化，同时将模具加压，以使纤维更加紧密地排列。

加热和加压时间通常根据预浸料和模具的性质来确定。

在模压过程中，树脂的熔化使纤维之间相互粘结，使得基础材料更加牢固。

同时，模具的加热和加压作用可以使纤维的排列更加均匀，从而提高复合材料的机械性能。

此外，在模压过程中，也可以在复合材料中添加填充剂或添加剂，以改善材料的性能。

模压完成后，将模具冷却至一定温度，然后打开模具，取出成型的复合材料。

这些成型的复合材料可以进一步进行后续的加工，如修整、打磨等。

预浸料模压成型工艺的优点是制备简单、成本低、生产效率高。

这种工艺可以用于制备各种形状和尺寸的复合材料制品，如航空航天、汽车、运动器材等领域。

总结起来，预浸料模压成型工艺是一种制备复合材料的方法，通过将预浸料放置在模具中，加热和加压以使纤维更加紧密地排列，最终形成所需形状和尺寸的复合材料制品。

这种工艺简单，生产效率高，适用于各种领域的复合材料制备。

复合材料成型数值模拟及其应用复合材料在现代工业中应用广泛，具有轻质、高强度、高刚度和优异的耐久性等特点。

然而，复合材料的成型过程可谓是一门艺术和技术的结合，需要大量的工程经验，试错和大量的实验验证。

随着计算机技术的不断进步，数值模拟成为一种有效的预测和分析复合材料成型过程的方法。

本文将从数值模拟的角度出发，探讨复合材料在制造过程中的应用。

一、复合材料成型的基本过程复合材料的成型过程一般分为模具设计、预浸料制备、预浸料浸渍、层叠和压缩这几个步骤。

1. 模具设计模具是决定复合材料成型特性的关键因素之一。

合理的模具设计可以提高复合材料的成型质量和生产效率。

目前，常用的模具包括手工模具、金属模具和树脂模具等。

2. 预浸料制备复合材料一般采用热固性环氧树脂作为基体材料，预浸料是将纤维预先浸润在树脂中的半成品材料。

预浸料的制备是浸渍复合材料的基础，质量的高低直接影响到成品的质量。

3. 预浸料浸渍浸渍是将预浸料浸润在纤维上的过程，纤维的含量、树脂的流动性和浸渍过程的参数都是影响浸渍质量的重要因素。

4. 层叠和压缩将浸渍好的纤维层叠起来并进行压缩，以使树脂浸润在纤维之间，形成复合材料。

二、复合材料成型数值模拟的概述数值模拟是一种通过计算机模拟实际过程的方法，可以在虚拟环境中预测实际过程的结果。

数值模拟可以显著缩短调试时间和成本，减少实验次数和避免安全事故的发生。

复合材料成型数值模拟的基础是复合材料的力学行为和传热学理论。

主要包括有限元分析、流体力学分析、热传分析和材料模拟等方法。

可采用数值模拟技术模拟复合材料的成型过程及其过程参数和材料物性对成型过程的影响。

数值模拟可以分为几个步骤：模型的建立、边界条件的确定、求解方案的选择、数值计算和结果的分析等。

模型的建立是数值模拟的基础，复合材料成型过程的模型建立对数值模拟的精度有很大的影响。

应该综合考虑成型过程的物理和化学特性，设计实用、精确、高效、可靠的数值模拟模型。

预浸料用途预浸料是一种特殊的材料，广泛应用于各个领域。

它通常由纤维材料和树脂基质组成，树脂基质已经在纤维材料上预先涂布。

这种处理可以将树脂预混合至纤维材料中，形成一种既方便又可靠的预制复合材料。

预浸料具有多种用途，以下是其中一些常见的应用领域。

1.航空航天：预浸料广泛应用于航空航天工业中，特别是用于制造飞机和导弹组件。

它们用于制造高性能的复合材料结构，能够提供优异的抗拉强度和刚度，同时具有较低的重量。

2.汽车工业：汽车制造商也开始广泛使用预浸料，以制造更轻、更坚固的车身部件。

预浸料可以用于制造车身蓬材料，减轻整车重量并提高燃油效率。

3.运动器材：预浸料在制造滑雪板、高尔夫球杆、自行车车架等运动器材方面也发挥重要作用。

它们可以提供更好的耐冲击性和强度，以及更好的振动吸收能力。

4.建筑和基础设施：预浸料在建筑和基础设施领域也有广泛的应用。

它们可以用于制造桥梁、天桥、建筑立面等结构部件，提供更高的结构强度和耐久性。

5.体育用品：预浸料还被广泛应用于制造各种体育用品，如高尔夫球杆、网球拍和自行车车架。

它们可以提供更好的控制性能和更高的耐久性，同时也减轻了产品的重量。

6.医疗器械：预浸料在医疗器械领域中也有一定的应用。

它们被用于制造各种手术工具、X射线台和医用成像设备等。

预浸料可以提供材料的强度和耐用性，同时也满足质量和可靠性要求。

除了上述应用领域外，预浸料还可以在其他方面发挥作用，如电子设备、船舶制造、体育设施等。

随着技术的不断进步，预浸料的应用领域也在不断扩大和改进。

预浸料的优点包括高强度、低重量、易于加工和成本效益，使其成为许多行业的理想选择。

玻纤预浸料种类玻纤预浸料，又称为FRP（Fiber Reinforced Polymer）预浸料，是一种用于制造高性能复合材料的先进材料。

它由纤维增强剂和预浸树脂组成，为制造强度高、刚度高、耐腐蚀性能优越的产品提供了便利。

玻纤预浸料由于其良好的机械性能和化学稳定性，在工程领域得到了广泛应用。

它主要用于制造飞机、汽车、船舶等工业产品，也被应用于建筑、电力、交通等行业。

根据不同的要求和用途，玻纤预浸料分为多种类型，下面将分别介绍几种常见的玻纤预浸料种类。

1. 环氧树脂预浸料环氧树脂预浸料是最常见的一种玻纤预浸料。

它采用环氧树脂作为基体树脂，具有优异的耐化学腐蚀性、机械强度和电气绝缘性能。

环氧树脂预浸料广泛应用于航空航天、船舶、汽车等领域，用于制造高强度、轻质的结构件和零部件。

2. 聚酯树脂预浸料聚酯树脂预浸料是另一种常见的玻纤预浸料类型。

它采用聚酯树脂作为基体树脂，具有耐腐蚀性好、成本低等优点。

聚酯树脂预浸料主要应用于建筑、电力等领域，用于制造管道、储罐、防腐衬里等产品。

3. 酚醛树脂预浸料酚醛树脂预浸料是一种高温耐火的玻纤预浸料。

它采用酚醛树脂作为基体树脂，具有优秀的耐热性、耐腐蚀性和机械性能。

酚醛树脂预浸料主要应用于航空航天、电力等领域，用于制造高温工作环境下的零部件。

4. 聚醚酮树脂预浸料聚醚酮树脂预浸料是一种耐高温、耐化学腐蚀的玻纤预浸料。

它采用聚醚酮树脂作为基体树脂，具有优异的机械性能和化学稳定性。

聚醚酮树脂预浸料主要应用于航空航天、化工等领域，用于制造耐腐蚀、耐高温的零部件。

5. 聚酮亚胺树脂预浸料聚酮亚胺树脂预浸料是一种高性能的玻纤预浸料。

它采用聚酮亚胺树脂作为基体树脂，具有优异的耐高温性、耐腐蚀性和机械性能。

聚酮亚胺树脂预浸料主要应用于航空航天、电子等领域，用于制造高温环境下的电子元器件和结构件。

以上是几种常见的玻纤预浸料种类，它们在不同的领域和应用中发挥着重要的作用。

随着科技的不断进步和应用的不断扩大，预浸料的种类和性能也在不断发展和改进，以满足不同行业对材料性能的需求。

中温固化热熔胶膜法制备环氧树脂预浸料及其复合材料树脂基复合材料由于具有质轻、比强度和比模量高、耐疲劳和减震性好等优点，其应用部件已由次承力结构件日趋发展到主承力结构件，且应用面逐步扩大[1～5]。

碳纤维或玻璃纤维增强的环氧树脂基复合材料具有质轻、强度高、模量高、热线胀系数小、耐老化和耐腐蚀等优点，在绝缘电子产业、汽车工业、军械装备以及航空航天等领域得到广泛应用[6～8]。

环氧树脂基复合材料构件大多是由预浸料通过铺迭固化方式制备而成，主要分为湿法和干法制备[9，10]。

相比湿法成型而言，干法（热熔法）成型优点是可以精确控制预浸料树脂含量、胶膜质量也较优异，也可对树脂体系凝胶时间以及黏度进行随时监测等，且不采用有机溶剂，对人体及周边环境的危害小；同时，复合材料制品表面平整光滑、孔隙率低。

按照预浸料的固化温度，其工艺可分成低温、中温及高温固化[11，12]。

相比低温固化，中温固化具有快速固化、使用温度高和耐热性相对好等优点；相比高温固化，中温固化成型温度低，制件内应力小，尺寸稳定性更佳和冲击强度更高。

然而，目前用于中温固化的适用于干法制备预浸料的环氧树脂尚存脆性大、耐热性偏低等问题。

因此本文以双酚A型环氧树脂为基体，3， 3"-二乙基-4，4"-二氨基二苯甲烷（DEDDM）为固化剂，端羟基芳香族热塑性树脂为增韧剂，优化环氧树脂/固化剂/增韧剂配方体系和调控制备工艺参数，研制具有优异综合性能满足中温固化干法制备预浸料的环氧树脂体系，并以玻璃纤维为增强体制备玻璃纤维/环氧树脂复合材料。

1 实验部分1.1 主要原料双酚A型环氧树脂（CYD-128），上海树脂有限公司；端羟基芳香族热塑性树脂，徐州工程塑料厂；二氨基二苯基甲烷（DDM），萨恩化学技术（上海）有限公司；3， 3"-二乙基-4， 4"-二氨基二苯甲烷（DEDDM），江阴惠丰合成材料有限公司。

1.2 试样制备1.2.1 环氧浇注体的制备取一定量环氧树脂，在一定温度下加入一定比例的增韧剂反应2 h，再将DDM或DEDDM加入到上述混合物中（胺值与环氧值等当量），搅拌均匀后倒入模具，再放入真空干燥箱中，抽真空30 min，按140 ℃/3 h工艺固化，冷却至室温开模。

航空用热压罐外固化预浸料复合材料的应用发布时间：2012-10-18 13:06:25目前，航空结构用复合材料主要采用预浸料和热压罐固化工艺制造。

尽管热压罐成型工艺制备的复合材料性能优异、质量稳定可靠，但其高昂的工艺成本一直被人诟病[1]，热压罐设备成本比相同容积的烘箱高10~100万英镑。

另外，高压固化增加了芯材塌陷和真空袋破裂的风险；零件尺寸受到热压罐尺寸的限制，不利于大型整体化零件的成型[2]。

因此，热压罐外固化（主要是指烘箱固化）预浸料成型技术应运而生。

热压罐外固化预浸料（Out-of-Autoclave Prepreg），也叫非热压罐固化预浸料（Non-Autoclave Prepreg 或V a c u u m - B a g - O n l y - C u r a b l e Prepregs），最早于20 世纪90 年代提出，此后欧洲和美国投入了大量精力用于研究热压罐外固化预浸料复合材料技术，一些支持项目如：欧洲的CASCADE（Civil Aircraft StructuralComposites Application, Development and Exploitation）、EFFICOMP（LowTemperature Cure Cost Effective C o m p o s i t e M a t e r i a l s f o r A i r c r a f t Structure using Out of Autoclave Processing）、ALCAS（Advanced Low Cost Aircraft Structure）、NGCW（Next Generation Composite Wing）和美国的LCS（Lightweight Composite Structures）[3-4]。

相对于传统的热压罐固化预浸料体系，热压罐外固化预浸料体系在烘箱内即可加热固化，大大节省了设备费用；而且采用烘箱固化时，固化工艺制度简单，只需要控制温度和真空度水平（一般热压罐外固化预浸料固化过程中都采用满真空）；烘箱的形状和尺寸更容易按零件大小要求定制，适合大型零件整体化成型。

复合材料的预浸料模压成型工艺设计一、引言复合材料是由两种或两种以上的材料（通常是纤维增强材料和基础材料）按一定方式组合而成的材料。

预浸料是其中一种重要形式，其在制造过程中充分浸渍纤维增强材料，并由预先定量的树脂浸液制成。

预浸料模压成型是一种常用的制备复合材料制品的工艺方法，本文将对该工艺的设计进行探讨。

二、工艺流程1.准备工作：准备好纤维增强材料、预浸料浸液、模具等所需材料和设备。

2.纤维浸润：将纤维增强材料放入预浸液中，确保纤维完全浸润且浸膏均匀。

根据实际需要，可以进行多次纤维浸润以增加预浸料的质量。

3.预压：将浸润好的纤维堆积在模具中，并在适当的压力下进行预压，以除去多余的预浸胶，形成初步的形状。

4.加热固化：将预压好的纤维在模具中进行加热固化，根据预浸料的要求选择适当的温度和时间。

5.压制成型：在加热固化完成后，将模具放入压模机中进行模压成型，给予适当的压力和温度，使得预浸料完全固化。

6.修整和后处理：将成型的复合材料制品修整成所需形状，并进行必要的后处理，如表面抛光、涂漆等。

三、关键工艺参数1.预浸料浸液配方：根据不同的材料要求，确定合适的树脂类型和固化剂配比，以及一定的填料和助剂。

2.纤维浸润时间：根据纤维增强材料的吸液性和树脂浸润性能，确定合理的纤维浸润时间，以保证纤维完全浸润。

3.预压压力和时间：根据预浸料的性质和所需成型形状，确定合适的预压压力和时间，以确保预浸料形成初步的形状。

4.加热固化温度和时间：根据预浸料的要求和所选用的树脂体系，确定适当的加热固化温度和时间，以使预浸料完全固化。

5.模压温度和压力：根据树脂体系的固化特性和制品的形状要求，确定合适的模压温度和压力，以将纤维和树脂充分结合。

四、质量控制1.纤维浓度控制：通过纤维的质量取样和称重，测算纤维的重量比例，以控制纤维增强材料的质量。

2.树脂浓度控制：通过树脂浸润后的纤维重量和浸膏后的纤维重量对比，计算树脂浓度，以确保浸润均匀。

预浸料胶层
预浸料胶层（Prepreg）是一种在制造复合材料中常用的材料形式。

它是由纤维增强材料（如碳纤维、玻璃纤维等）与树脂基质（如环氧树脂、聚酰亚胺等）预先组合而成的。

预浸料胶层的制备通常包括以下步骤：
1. 纤维预处理：纤维增强材料通常需要经过预处理，包括去除杂质、表面处理和涂覆。

这些步骤旨在改善纤维与树脂基质的粘结性能。

2. 树脂浸润：将预处理后的纤维放置在树脂浸润设备中，通过浸润液体树脂，使纤维充分浸润和覆盖。

3. 树脂固化：浸润后的纤维与树脂基质的混合物在一定的温度和时间条件下进行固化。

这可以通过热固化（如烘箱或自动化固化设备）或光固化（使用紫外线辐射）来实现。

4. 切割和包装：固化后的预浸料胶层会被切割成所需的尺寸和形状，并进行适当的包装，以便后续的复合材料制造过程使用。

预浸料胶层具有许多优点，包括材料的一致性、易于操纵、提供良好的纤维浸润和粘结性能等。

它常用于航空航天、汽车、体育用品等领域的复合材料制造中，以提供高性能和轻质化的材料解决方案。