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复合材料工艺及设备最新版资料复合材料是一种由两种或多种不同材料组成的材料系统，其具有优异的性能和多样化的应用。
复合材料工艺及设备是指用于制造复合材料的特定工艺和设备。
随着科技的不断发展，复合材料工艺及设备也在不断更新和改进。
目前，复合材料工艺及设备的最新进展主要集中在以下几个方面：1.纤维制备技术：纤维是组成复合材料的重要组成部分，纤维的质量和性能直接影响到最终复合材料的性能。
目前，最新的纤维制备技术主要包括原丝制备和纤维处理两个方面。
原丝制备技术主要包括熔融纺丝、湿法纺丝、气体传送纺丝等。
纤维处理技术主要包括表面改性、涂覆等。
2.树脂基体制备技术：树脂是复合材料中的粘结剂，树脂基体的制备技术对复合材料的性能也有重要影响。
最新的树脂基体制备技术主要包括树脂合成、树脂改性、树脂成型、树脂固化等。
3.复合材料成型技术：复合材料的成型技术主要包括手工成型、预浸法成型、自动化成型等。
最新的成型技术主要是指自动化成型技术，该技术利用机器人、控制系统等设备实现复合材料的快速、精确成型，大大提高了生产效率和产品质量。
4.复合材料加工技术：复合材料的加工技术是指对成型的复合材料进行切割、钻孔、铣削、拼接等工艺操作。
最新的加工技术主要包括超声波加工、激光加工、高速切削等，这些技术具有高效、精确、无损等特点。
5.复合材料性能测试技术：复合材料的性能测试是评价复合材料性能的重要手段。
最新的性能测试技术主要包括机械性能测试、热学性能测试、电学性能测试等。
其中，非接触式测试技术和多参数测试技术是目前研究的热点。
随着复合材料的广泛应用，对复合材料工艺及设备的需求也越来越高。
未来的发展方向主要包括提高工艺及设备的自动化水平，提高产品质量和生产效率；开发环保型的工艺和设备，减少对环境的污染和能源的消耗；开展附加值高的复合材料产品的研发和生产。
总结起来，复合材料工艺及设备的最新进展主要包括纤维制备技术、树脂基体制备技术、复合材料成型技术、复合材料加工技术和复合材料性能测试技术。
先进复合材料主要制造工艺和专用设备中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟中国航空工业发展研究中心 陈亚莉先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点，是理想的航空结构材料，在航空产品上得到了广泛应用，已成为新一代飞机机体的主体结构材料。
复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能，从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。
一些大的飞机制造商在飞机设计制造中，正逐步减少传统金属加工的比例，优先发展复合材料制造。
本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。
复合材料在飞机上的应用随着复合材料制造技术的发展，复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。
复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点：（1）复合材料在飞机上的用量日益增多。
复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示，世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。
最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。
A380上复合材料用量约30t。
B787复合材料用量达到50%。
而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。
复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势，近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。
（2）应用部位由次承力结构向主承力结构发展。
最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。
目前，复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。
主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升，由此带来的经济效益非常显著，也推动了复合材料的发展。
（3）在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。
飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多，如A380和B787飞机上的机身段，球面后压力隔框等，均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透（RFI）工艺制造。
（4）复合材料构件的复杂性大幅度增加，大型整体、共固化成型成为主流。
♦二、热固性树脂固化反应程度用固化度表示，用百分率表示。
一般通过调控胶液中的固化剂含量和固化温度实现♦手糊工艺流程：增强材料剪裁→磨具准备→涂脱模剂→喷涂胶衣层→成型操作→脱模→修边→装配♦手糊成型优点：①不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产②设备简单、投资少、设备折旧费低③工艺简单④易于满足产品设计要求，可以在产品不同部位任意增补增强材料任意增补增强材料⑤制品树脂含量较高树脂含量较高，耐腐蚀性好。
♦玻璃钢模具制造过程：1）过渡母模的制造。
材料：石膏或木材2）玻璃钢模具的翻制。
胶衣层制作，涂刷3层，每层0.2-0.5 m m，铺1-2层表面毡；一层短切毡，压实、浸透排除气泡。
铺无捻方格布。
3）模具表面处理。
A粗磨。
400#、500#、600#水砂纸依次水磨。
B水砂精磨。
1000#、1200#、1500#水砂纸依次研磨。
C研磨抛光。
将抛光剂涂上后，停留1-2 min，用布轮抛光机逐段抛光并反复进行4）表面质量检测。
要求光泽度在90以上，用ss-82型光电光泽计检♦影响制品质量的因素：组分质量；成型与固化过程；制品辅助加工♦手糊制品质量控制：原材料质量控制（基体树脂，增强材料）、成型工艺过程控制（工艺装备，工序检查，施工操作，固化过程）、成品质量检验♦喷射成型工艺参数：①纤维含量28~33%，长度25~50mm②树脂含量60%左右③胶液粘度0.3~0.8 Pa.s，触变度1.5~4④喷射量胶8·60g/s⑤喷枪夹角20°，距模具350~400mm⑥喷射压力0.3·0.35MPa♦喷射成型工艺特点：1）优点①生产效率比手糊提高2-4倍，生产率可达15kg/min②可用较少设备投资实现中批量生产，材料成本低③产品整体性好，无接缝④可自由调剂产品壁厚、纤维与树脂比例2）缺点①现场污染大②树脂含量大。
制品强度较低♦手糊成型用树脂胶液的工艺性及其影响：①胶液粘度：表征流动特性，粘度控制在0.2~0.8 Pa.s之间，一般用稀释剂调节。
先进复合材料主要制造工艺和专用设备中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟中国航空工业发展研究中心 陈亚莉先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点，是理想的航空结构材料，在航空产品上得到了广泛应用，已成为新一代飞机机体的主体结构材料。
复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能，从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。
一些大的飞机制造商在飞机设计制造中，正逐步减少传统金属加工的比例，优先发展复合材料制造。
本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。
复合材料在飞机上的应用随着复合材料制造技术的发展，复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。
复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点：（1）复合材料在飞机上的用量日益增多。
复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示，世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。
最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。
A380上复合材料用量约30t。
B787复合材料用量达到50%。
而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。
复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势，近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。
（2）应用部位由次承力结构向主承力结构发展。
最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。
目前，复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。
主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升，由此带来的经济效益非常显著，也推动了复合材料的发展。
（3）在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。
飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多，如A380和B787飞机上的机身段，球面后压力隔框等，均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透（RFI）工艺制造。
（4）复合材料构件的复杂性大幅度增加，大型整体、共固化成型成为主流。
复合材料工艺及设备复合材料是一种由两种或两种以上的材料组合而成的新材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
复合材料的制备需要采用特殊的工艺和设备，下面将介绍复合材料的工艺及相关设备。
首先，复合材料的工艺包括预浸料制备、成型、固化等步骤。
预浸料是将纤维和树脂预先浸渍，然后通过成型工艺将其成型为所需形状，最后进行固化来形成最终的复合材料制品。
在预浸料制备过程中，需要使用树脂混合设备，将树脂和固化剂充分混合，并控制好混合比例和搅拌时间，以确保预浸料的质量。
成型工艺中，常用的设备有模具和压机，通过模具将预浸料成型，再通过压机施加压力，使其达到所需的形状和厚度。
固化过程中，需要使用固化炉或者自动固化设备，控制好固化温度和时间，以保证复合材料的性能。
其次，复合材料的设备还包括表面处理设备和检测设备。
表面处理是为了提高复合材料的表面质量和附着力，常用的表面处理设备有喷砂机、喷涂机等，通过表面处理可以去除杂质和增加表面粗糙度，提高复合材料的附着力。
检测设备包括质量检测和性能检测，质量检测设备主要用于检测复合材料的表面质量和尺寸精度，如平板检测仪、三坐标测量机等；性能检测设备主要用于检测复合材料的力学性能和耐久性能，如拉伸试验机、冲击试验机等。
最后，复合材料的工艺和设备在实际应用中需要根据不同的复合材料类型和制品要求进行选择和优化。
例如，碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料的制备工艺和设备有所不同，因此需要根据具体情况进行调整。
同时，随着复合材料技术的发展，新型的复合材料工艺和设备也在不断涌现，如自动化生产线、智能化控制系统等，这些新技术和设备的应用将进一步推动复合材料制造业的发展。
综上所述，复合材料的工艺及设备是复合材料制备过程中的关键环节，合理选择和优化工艺及设备对于提高复合材料的质量和生产效率至关重要。
随着技术的不断进步，相信复合材料的工艺和设备将会更加完善，为复合材料制造业的发展注入新的动力。
1复合材料工艺及设备复合材料工艺及设备教学参考资料（图表部分）武汉理工大学材料学院彭进波表1-7 为几种主要成型工艺的特点及条件，供选择成型方法时参考表1-7 主要成型工艺比较表1-8为主要成型方法的技术经济比较。
表1-8 主要成型方法的技术经济分析注：1—最低；10—最高。
表3-13 顺酐型通用不饱和聚酯树脂表3-6 常用的胺类固化剂续表注：不包括锅炉费用例2、年产600艘丈—35渔船的手糊工艺车间设计请看图4.1-2表4.1-2 设备金额概算注：不包括炉锅费用根据武汉地区单层厂房建筑费用，6米柱顶厂房建筑费用为200元/米2，4米柱顶按150元/米2计算。
1. 生产用房投资生产用房面积设计为972M2，其投资金额=200×972=194400元。
2. 生产用房和辅助用房投资生产用房设计面积为240M2，辅助用房设计面积为144M2，其投资金额=150×（240+144）=57600元。
则车间建筑面积总投资金额=19400+57600=252000元3. 完工场地清理费用=2000元4. 施工单位机构转移费=2000元则车间建筑工程总投资金额=252000+151+2000=254151元（二）设备投资费用器具费用表4.1-11 主要设备的概算设备备件费用=79250×3%=2378元设备运输费用=（79250+2378）×6%=4898元酚醛树脂的重量比为7∶3的条件下进行。
为了探求酚醛（锌）树脂用量的影响，试验了环氧：酚醛=6∶4时P 、P11与t 的关系，其结果见图6和图7。
根据图2和图7数据求得不同温度下固化过程中不溶性树脂生成速度常数见表3。
由表3可以看到，酚醛（锌）树脂用量越大，不溶性树脂生在速度常数也越大。
当环氧∶酚醛由7∶3增至6∶4时，K 增加一倍左右。
图6 环氧∶酚醛（锌）7*=6∶4时不溶性树脂含量与时间的关系1-120℃；2-140℃；3-160℃图7 环氧∶酚醛（锌）=6∶4时固化过程中P11和时间的关系 1-120℃；2-140℃；3-160℃不同配比下环氧-酚醛（锌）7*不溶性树脂生成速度常数（K×103） 表3填料在玻璃钢成型工艺中的作用 济南市建筑材料科学研究所 李厚德填料被作为橡胶的一种极其重要的辅助材料，它的作用已为人们所熟知。
基于同样的认识，在玻璃钢中，人们对填料也寄予希望。
下面就我们在这方面的试验情况，结合国内外有关资料，对填料在玻璃钢成型工艺中的作用作某些探讨。
一、填料在玻璃钢中的作用玻璃钢用填料的种类很多，其特性也极其复杂，本文主要研究颗粒状填料。
目前，在玻璃钢成型工艺中，经常使用的颗粒状填料有：碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、氧化铝、氢氧化铝、石膏、陶土、铸石粉、三氧化二锑等。
它们加入的主要作用：1、降低成型时的收缩率和热膨胀率；2、提高制品的表面光洁度；3、调整树脂的粘度特性；4、提高颜料的着色效果；5、改善树脂的各种性能，如机械强度、耐热性、耐药品性、耐磨耗性、自熄性、电气特性等；6、降低成本。
但相应也带虾米一些弊病；1、制品不透明，并给工艺带来某些困难；2、添加无机填料会增大比重等。
二、使用填料时应注意的几个特性正因为填料的添加能改善树脂的流动性，并提高制品的特性，所以对填料的选择，必须在与树脂的适应性及使用方法等方面进行充分的研究。
我们认为，在进行填料选择时，必须注意下列几个特性： 1、吸树脂量（亦称吸油量）吸树脂量为填料对树脂吸附量的最大限度，是研究预混料、BMC 、SMC 成型材料时不可缺少的指数。
具体测定方法为：在表面皿上取试验用填料4克，以滴定管滴下液体树脂，然后用钢刀搅拌，当混合物连续运动，并用小刀能使其成螺旋形转动时，即为终点。
用下式求：%100）试验用填料的重量（克树脂的量（毫升）⨯=吸树脂量吸树脂量与填料的粒子大小、粒度分布、粒子形状以及是否有吸附性有关，也受填料的表面处理之影响。
在填料混合使用时，一般是将各填料的吸树脂量相加平均而得，但也要注意有的因混合使用而有所改变。
表1给出了典型填料对不饱和聚脂树脂的吸附量。
2、悬浮特性在手糊和预对模成型用树脂中所配合的填料，添加量少，并在树脂中以悬浮状态使用。
这种悬浮特性与树脂的分子量、粘度、有无极性、酸值大小等有关，并与填料的料子大小、粒形、比重有密切的关系。
一般讲，细粒度的扁平粒形，低比重的填料能形成稳定的悬浮液。
合适的界面活性剂的添加也能赋予稳定性。
而稳定的县浮液的形成是进行手糊和预对模成型的先决条件。
在手糊中我们发现，轻质碳酸钙在树脂中能形成稳定的悬浮液，而硫酸钡则不能，因而在使用酸硫钡作填料时必须采取相应的措施。
3、粘度特性质粘度大小直接影响到手糊成型的作业性和BMC、SMC工艺中树脂对玻璃纤维的浸渍程度，因而必须选择恰当。
增加填料的添加量，则树脂的粘度增大，但它随填料的种类而不同。
手糊用树脂需要触变性，通常是加入1～5%的超细粒子的气溶胶。
此外，还可加入粘土、玻璃粉末等无机填料或聚氯乙烯树脂粉末、氢化蓖麻油、聚酰胺等有机填料来实现触变性。
气溶胶对一般的不饱和聚酯树脂有非常好的效果，但对低酸值的聚酯效果不大，对环氧树脂来说，树脂中如不存有强碱的胺或它的盐类则难以有触变性。
4、固化特性一般，填料的加入会降低树脂的固化放热温度，可通过日化曲线的测定证明，但某些填料有时反而会对树脂的固化带来不同程度的坏影响。
如某种气溶胶和碳黑有吸附性，能吸附催化剂或促进剂，迟缓固化的进程。
同时，填料的pH值和含水量对固化特性也可以有迟缓或促进作用。
因此，使用填料时，在对其种类选择的同时，进行质量控制都是十分重要的。
5、填料本身的理化特性质由于填料本身的化学组分及结构的不同，它们在玻璃钢中会显示不同的物理特性，这一点被人们用来作为材料选择的重要依据。
表2列举了不同使用效果的典型填料。
表2三、填料在浇铸工艺中的作用缩聚型树脂用作浇铸体的情况较多，例如，不饱和聚酯树脂的浇铸体广泛应用于开业部件、土木建筑和日用品等方面，而环氧树脂的浇铸体则被大量应用于电气另件。
最近，国内在醛醛和呋喃的防腐胶泥上，对填料进行了较多的研究，并得到了实际的应用。
为此，我们想以图表的方式简述一下不同的填料在聚酯、环氧和酚醛树脂浇铸体中的作用。
图1 不同填料加入量对聚酯浇铸体强度及模量的影响（a）对拉伸和弯曲强度的影响（公/斤厘米2）1—碳酸钙弯曲； 2—硅酸钙弯曲；3—陶土弯曲； 4—云母弯曲；5—硅酸钙拉伸； 6—碳酸钙拉伸；7—陶土拉伸； 8—云母拉伸（b）对弯曲模量的影响（公斤/厘米2）1—硅酸钙； 2—云母粉；3—陶土； 4—碳酸钙图2 不同填料加入量对聚酯浇铸体的冲击值、硬度及热变形温度的影响（a）对冲击强度的影响（公斤·厘米/厘米2）1—碳酸钙； 2—陶土；3—云母（b）对洛氏硬度的影响（M）1—碳酸钙； 2—陶土；3—云母（c）对热变形温度的影响（℃）1—碳酸钙； 2—陶土图3 不同填料的加入量对聚酯固化收缩的影响1—碳酸钙 2—云母； 3—硅酸钙；4—陶土； 5—石棉图4 不同填料的酚醛树脂制品应力—应变曲线1—云母； 2—石棉；3—Cold filler 4—无填料填料加入量对环氧组成物某些性能的影响表3注：A、B、C、D分别代表填料加入量（重%）为20、35、50、65的环氧树脂。
总的讲，浇铸用填料能抑制树脂固化时的放热，减少成型收缩，并赋予浇铸体以不同的物理化学特性。
但由于填料本身的强度较低（如碳酸钙的拉伸强度仅为0.8公斤/毫米2），所以随着填料量的增加，强度有降低的趋势，而弹性模量则不断上升。
四、填料在手糊工艺中的作用1、填料的添加对树脂粘度的影响手糊是一种浸渍成型工艺，其最终目的是使树脂浸透玻璃布。
因此，树脂的粘度越小，则越易温浸渍玻璃布。
从这一观点出发，我们希望所用树脂的粘度越小越好。
但有时为防止流胶，控制其流动性，反倒希望粘度适当大一点，使之符合工艺要求，并保持必要的树脂含量。
对于正常的手糊操作，在聚酯中加入不同量的填料对其粘度的影响如何呢？我们地191*聚酯进行了测定（25℃下用涂料4#杯测量），其结果如图5所示。
图5 碳酸钙含量与树酯粘度的关系显然，由图5可见，填料的添加导致了树脂粘度的增大，而树脂粘度的提高，不仅导致了作业性的降低，而且对于浸渍同样层数的玻璃布而言，则要增大所用树脂量。
为此，也可采用另加苯乙烯的办法，以降低树脂液的粘度，其结果如图6所示（25℃下用涂料4#杯测量）。
图6 在加有碳酸钙的191#聚酯中苯乙烯的添加量与粘度关系1—CaCO3含量40%； 2—CaCO3含量30%；3—CaCO3含量20%；4—CaCO3含量10%2、不同填料的添加量对手糊坡璃钢板的弯曲、冲击强度的影响我们按通常的手糊板工艺制作试样，树脂为191聚酯，增强材料为建材253厂生产的0.24毫米厚中碱方格布15层，按照英国BS35—1962的规定进行板材的后固化处理，然后分别锯成弯曲和冲击试样，其测试结果见图7所示。
在手糊中，采用含填料的树脂制作玻璃钢制品时，操作者应具有熟练的浸渍和脱泡技能。
如果只考虑加入填料以降低成本，而无一定的操作技能，则所得制品可能会产生孔隙、裂纹等缺陷，造成次品或废品。
为防止这类弊病发生，除了提高手糊技能外，还可以在糊制表面层时采用不添加填料的树脂，并进行充分的浸渍和脱泡，使其形成无缺陷的表面层。
图7 不同填料的添加量对手糊板强度的影响1—无填料；2—5%CaCO3；3—10%CaCO3；4—20%CaCO3；5—20%CaCO3；6—40%CaCO3；7—10%CaCO3+1%苯乙烯；8—40%CaCO3+4%苯乙烯；9—5%BaSO4；10—10%BaSO4；11—20%BaSO4；12—30%BaSO4；13—40%BaSO4；14—40%BaSO4+4%苯乙烯；15—10%沉淀BaSO4；16—40%沉淀BaSO3五、填料在热压成型工艺中的应用热压工艺在玻璃成型中广泛采用。
它可大批量生产，效率高，易于实现机械化和自动化，同时尺寸稳定性好，制品强度也较高。
热压成型用的材料必须达到一定粘度后方可使用。
目前，以聚酯为基体的热压成型材料有三种形式，即预混料，BMC；SMC。
下面着重讲一下填料在这三种成型材料中的作用。
1、在预混料中的作用预混料是将聚酯与经选择的粉状填料以及其它辅料混合而成，它具有工艺简单，操作方便等特点。
对于强度要求不很高，但有一定的化学、物理性能要求的制品来说，是一种理想的成型材料。
例如，某印染帮漂染机上的轴瓦就是我们采用这种预混料压制而成的。
该轴瓦的使用条件为浸泡在90℃的亚氯酸钠介质中，正常运转3个月。
这既需耐氧化还需耐温和耐磨。
为此，我们采用如下配方：聚酯196# 100氧化铝粉 100滑石粉 80硬脂酸锌 2过氧化苯甲酰 1二甲基苯胺苯乙烯液 2滴该材料的弯曲强度达828公斤/厘米2，压制后的轴瓦经实际使用，基本达到日本同类产品的性能要求，有关耐腐蚀试验正在进行。
