模压及层压成型

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。

模压成型工艺（条件）及控制三要素SMC/BMC模压成型进程中要重点注意控制好“3个点”，即3个主要工艺参数：模压温度、模压压力和模压时刻。

一、模压温度模压温度是模压成型时所规定的模具温度，这一工艺参数肯定了模具向模腔内物料的传热条件，对物料的熔融、流动和固化进程有决定性的影响。

SMC/BMC模塑料在模压进程中的温度转变情形较复杂，由于塑料是热的不良导体，物料中心和边缘在成型的开始阶段温差较大，这将致使固化交联反映在物料的内外层不是同时开始。

表层料由于受热早先固化而形成硬的壳层，而内层料在稍后的固化收缩因受到外部硬壳层的限制，致使模压制品的表层内常存有残余压应力，而内层则带有残余拉应力，残余应力的存在会引发制品翘曲、开裂和强度下降。

因此采取办法尽力减小模腔内物料的内外温差，消除不均匀固化是取得高质量制品的重要条件之一。

SMC/BMC模塑料的模压温度取决于固化体系的放热峰温度和固化速度，通常取固化峰温度稍低一点的温度范围为其固化温度范围，一般约为135～170℃并通过实验来肯定；固化速度快的体系取偏低点的温度，固化速度慢的体系取偏高些的温度。

成型薄壁制品时取温度范围的上限，成型厚壁制品可取温度范围的下限，但成型深度专门大的薄壁制品时，由于流程长为避免流动进程中物料固化，也应取温度范围的下限。

在不损害制品强度和其他性能指标的前提下，适当提高模压温度，对缩短成型周期和提高制品质量都有利。

模压温度太低不仅熔融后的物料黏度高、流动性差，而且由于交联反映难于充分进行，从而使制品强度不高，外观无光泽，脱模时出现粘模和顶出变形。

二、模压压力模压压力通常常利用模压压强(MPa)来表示，即玻璃钢液压机施加在模具上的总力与模具型腔在施压方向上的投影面积之比。

模压压力在模压成型进程中的作用，是使模具紧密闭归并使物料增密，和增进熔料流动和平衡模腔内低分子物挥发所产生的压力。

紧缩率大的模压料，由于使其增密时要消耗较多的能量，因此成型时需用较高的模压压强，故模压散状料比模压料坯的压力高，而SMC/BMC模压料又比模压粉状料的压力高。

模压成型工艺1.概述制模→闭模→加热熔化形成模制品→再加热交联固化或冷却使热塑性树脂硬化→脱模→检验→制品模压工艺是将一定量的模压料放入金属对模中，在一定温度、压力作用下，固化成型制品的方法。

模压工艺是将一定量的模压料放入金属对模中，在一定温度、压力作用下，固化成型制品的方法。

当模压料在模具内被加热到一定的温度时，其中树脂受热溶化成为粘流状态，在压力作用下粘裹着纤维一道流动，直至充满模腔，此时称为树脂的“粘流阶段”。

继续提高温度，树脂发生交联，流动性很快降低，表现为一定的弹性，最后失去流动性，树脂成为不溶不熔的体形结构，此时称“硬化阶段”。

模压成型工艺是一种古老工艺技术，早在20世纪初就出现了酚醛塑料模压成型。

【优点：模压成型工艺有较高的生产效率，制品尺寸准确表面光洁，多数结构复杂的制品可一次成型，制品外观及尺寸的重复性好。

容易实现机械化和自动化等优点。

】【缺点：模具设计制造复杂，压机及模具投资高、制品尺寸受设备限制，一般只适合制造批量大的中、小型制品。

】模压成型工艺的分类按增强材料物态分类：（1）纤维料模压：预混、预浸纤维料加热、加压成型。

（2）织物模压：两向、三向、多向织物浸渍树脂后，加热、加压成型。

（平面）优点：剪切强度明显提高，质量稳定。

缺点：成本高（3）碎布料模压：预浸碎布料加热、加压成型。

（4）SMC模压：将SMC片材（片状模塑料），经剪裁，铺层，然后进行模压。

适合于大型制品的加工（例汽车外壳，浴缸等），此工艺方法先进，发展迅速。

（5）预成型坯模压：短切纤维制成与制品形状和尺寸相似的预成型坯，放入模中，倒入树脂混合物，压力成型。

（大型、深型、高强、异型、体形、均厚度制品）。

按模压成型方式分类：（1）层压：预浸胶布或毡剪成所需形状,层叠后放入金属模内,压制成型。

(2)缠绕：预浸的玻纤或布带,缠绕在一定模型上,加热、加压。

(管材)（3）定向铺设：单向预浸料（纤维或无维布）沿制品主应力方向铺设，然后模压成型。

常⽤的⼗⼤塑料成型⼯艺（优缺点介绍）注射成型注射成型：⼜称注塑成型，其原理是将粒状或粉状的原料加⼊到注射机的料⽃⾥，原料经加热熔化呈流动状态，在注射机的螺杆或活塞推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进⼊模具型腔，在模具型腔内硬化定型。

影响注塑成型质量的要素：注⼊压⼒，注塑时间，注塑温度⼯艺特点：优 点：1、成型周期短、⽣产效率⾼、易实现⾃动化2、能成型形状复杂、尺⼨精确、带有⾦属或⾮⾦属嵌件的塑料制件3、产品质量稳定4、适应范围⼴缺 点：1、注塑设备价格较⾼2、注塑模具结构复杂3、⽣产成本⾼、⽣产周期长、不适合于单件⼩批量的塑件⽣产应⽤：在⼯业产品中，注射成型的制品有：厨房⽤品（垃圾筒、碗、⽔桶、壶、餐具以及各种容器），电器设备的外壳（吹风机、吸尘器、⾷品搅拌器等），玩具与游戏，汽车⼯业的各种产品，其它许多产品的零件等。

嵌件注塑嵌件注塑：嵌件成型（insertmolding）指在模具内装⼊预先准备的异材质嵌件后注⼊树脂，熔融的材料与嵌件接合固化，制成⼀体化产品的成型⼯法。

⼯艺特点：1、多个嵌件的事前成型组合，使得产品单元组合的后⼯程更合理化。

2、树脂的易成型性、弯曲性与⾦属的刚性、强度及耐热性的相互组合补充可结实的制成复杂精巧的⾦属塑料⼀体化产品。

3、特别是利⽤了树脂的绝缘性和⾦属的导电性的组合，制成的成型品能满⾜电器产品的基本功能。

4、对于刚性成型品、橡胶密封垫板上的弯曲弹性成型品，通过基体上注塑成型制成⼀体化产品后，可省去排列密封圈的复杂作业，使得后⼯序的⾃动化组合更容易。

双⾊注塑双⾊注塑：是指将两种不同⾊泽的塑料注⼊同⼀模具的成型⽅法。

它能使塑料出现两种不同的颜⾊，并能使塑件呈现有规则的图案或⽆规则的云纹状花⾊，以提⾼塑件的使⽤性和美观性。

⼯艺特点：1、核⼼料可以使⽤低黏度的材料来降低射出压⼒。

2、从环保的考虑，核⼼料可以使⽤回收的⼆次料。

3、根据不同的使⽤特性，如厚件成品⽪层料使⽤软质料，核⼼料使⽤硬质料或者核⼼料可以使⽤发泡塑料来降低重量。

模压⼯艺⽣产操作-成型⼯艺模压⼯艺⽣产操作-成型⼯艺（⼀）预浸布层压成型⼯艺1. 概述层压成型⼯艺是指将浸渍或涂有树脂的⽚材层叠，组成叠合体，送⼊层压机，在加热和加压条件下，固化成型复合材料制品的⼀种成型⼯艺。

层压成型⼯艺主要是⽣产各种规格、不同⽤途的复合材料板材。

它具有机械化、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。

层压成型技术特点是加压⽅向与制品的板⾯⽅向垂直。

层压成型技术包含两⽅⾯内容：胶布⽣产技术和压制成型技术。

2.层压板成型⼯艺在上述⽣产⼯艺中，热压过程的温度、压⼒和时间是三个最重要的⼯艺参数。

复合材料的层压⼯艺的热压过程，⼀般分为预热预压和热压两个阶段。

(1)第⼀阶段⼀预热预压阶段。

此阶段的主要⽬的是使树脂熔化，去除挥发物、浸渍纤维，并且使树脂逐步固化⾄凝胶状态。

此阶段的成型压⼒为全压的1/3-1/2。

(2)第⼆阶段-中间保温阶段这⼀阶段的作⽤是使胶布在较低的反应速度下进⾏固化。

保温过程中应密切注意树脂的流胶情况。

当流出的树脂已经凝胶，不能拉成细丝时，应⽴即加全压。

(3）第三阶段-升温阶段⽬的在于提⾼反应温度，加快固化速度。

此时，升温速度不能过快，否则会引起暴聚，使固化反应放热过于集中，导致材料层间分层。

(4)第四阶段-热压保温阶段⽬的在于使树脂能够充分固化。

从加全压到整个热压结束，称为热压阶段。

⽽从达到指定的热压温度到热压结束的时间，称为恒温时间。

热压阶段的温度、压⼒和恒温时间，也是由配⽅决定。

(5)第五阶段-冷却阶段在保压的情况下，采取⾃然冷却或者强制冷却到室温，然后卸压，取出产品。

冷却时间过短，容易使产品产⽣翘曲、开裂等现象。

冷却时间过长，对制品质量⽆明显帮助，但是使⽣产效率明显降低。

（⼆）预浸料模压成型⼯艺预浸料模压成型⼯艺基本过程是：将⼀定量经⼀定预处理的模压料放⼊预热的模具内，施加较⾼的压⼒使模压料填充模腔。

在⼀定的压⼒和温度下使模压料逐渐固化，然后将制品从模具内取出，再进⾏必要的辅助加⼯即得产品。

1.压制成型：应用于热固塑料和橡胶制品的成型加工压制成型方法对于热固性塑料、橡胶制品和增强复合材料而言，都是将原料加入模具加压得到制品，成型过程都是一个物理—化学变化过程。

不同的是橡胶制品的成型中要对原料进行硫化。

橡胶通过硫化获得了必需的物理机械性能和化学性能。

而在复合材料压制成型过程中，还用到了层压成型（在压力和温度的作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合，压制成层压塑料的成型方法）和手糊成型（以玻璃纤维布作为增强材料，均匀涂布作为黏合剂的不饱和聚酯树脂或环氧树脂的复合材料）。

2.挤出成型：适用于所有高分子材料，广泛用于制造轮胎胎面、内胎、胎管及各种断面形状复杂或空心、实心的半成品，也用于包胶操作。

挤出成型挤出成型对于高分子三大合成材料所用的设备和加工原理基本上是相同的。

有区别的是橡胶挤出是在压出机中对混炼胶加热与塑化，通过螺杆的旋转，使胶料在螺杆和料筒筒壁之间受到强大的挤压作用，不断向前推进，并借助于口型（口模）压出具有一定断面形状的橡胶半成品。

而合成纤维的挤出纺丝过程，采用三种基本方法：熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝。

一般采用熔融纺丝（在熔融纺丝机中将高聚物加热熔融制成溶体，通过纺丝泵打入喷丝头，并由喷丝头喷成细流，再经冷凝而成纤维）。

3.注射成型：应用十分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型，也可以成型橡胶制品。

注射成型高分子三大合成材料的注射成型过程中所用设备和工艺原理比较相似，但是从基本过程和要求看热固性塑料注射和热塑性塑料注射有很多不同之处。

热固性塑料的注射成型要求成型物料首先在温度相对较低的料筒内预塑化到半熔融状态，然后在随后的注射充模过程中进一步塑化，避免其因发生化学反应而使黏度升高，甚至交联硬化为固体。

塑料注射成型原料是粒状或粉状的塑料，而橡胶注射成型原料则是条状或块粒状的混炼胶，且混炼胶在注压入模后须停留在加热的模具中一段时间，使橡胶进行硫化反应。

1.压制成型：应用于热固塑料和橡胶制品的成型加工压制成型方法对于热固性塑料、橡胶制品和增强复合材料而言，都是将原料加入模具加压得到制品，成型过程都是一个物理—化学变化过程。

不同的是橡胶制品的成型中要对原料进行硫化。

橡胶通过硫化获得了必需的物理机械性能和化学性能。

而在复合材料压制成型过程中，还用到了层压成型（在压力和温度的作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合，压制成层压塑料的成型方法）和手糊成型（以玻璃纤维布作为增强材料，均匀涂布作为黏合剂的不饱和聚酯树脂或环氧树脂的复合材料）。

2.挤出成型：适用于所有高分子材料，广泛用于制造轮胎胎面、内胎、胎管及各种断面形状复杂或空心、实心的半成品，也用于包胶操作。

挤出成型对于高分子三大合成材料所用的设备和加工原理基本上是相同的。

有区别的是橡胶挤出是在压出机中对混炼胶加热与塑化，通过螺杆的旋转，使胶料在螺杆和料筒筒壁之间受到强大的挤压作用，不断向前推进，并借助于口型（口模）压出具有一定断面形状的橡胶半成品。

而合成纤维的挤出纺丝过程，采用三种基本方法：熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝。

一般采用熔融纺丝（在熔融纺丝机中将高聚物加热熔融制成溶体，通过纺丝泵打入喷丝头，并由喷丝头喷成细流，再经冷凝而成纤维）。

3.注射成型：应用十分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型，也可以成型橡胶制品。

注射成型高分子三大合成材料的注射成型过程中所用设备和工艺原理比较相似，但是从基本过程和要求看热固性塑料注射和热塑性塑料注射有很多不同之处。

热固性塑料的注射成型要求成型物料首先在温度相对较低的料筒内预塑化到半熔融状态，然后在随后的注射充模过程中进一步塑化，避免其因发生化学反应而使黏度升高，甚至交联硬化为固体。

塑料注射成型原料是粒状或粉状的塑料，而橡胶注射成型原料则是条状或块粒状的混炼胶，且混炼胶在注压入模后须停留在加热的模具中一段时间，使橡胶进行硫化反应。

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一分钟掌握十大塑料成型工艺一、注塑成型（一）注射成型注射成型：又称注塑成型，其原理是将粒状或粉状的原料加入到注射机的料斗里，原料经加热熔化呈流动状态，在注射机的螺杆或活塞推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，在模具型腔内硬化定型。

影响注塑成型质量的要素：注入压力，注塑时间，注塑温度工艺特点：优点：1、成型周期短、生产效率高、易实现自动化2、能成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件3、产品质量稳定4、适应范围广缺点：1、注塑设备价格较高2、注塑模具结构复杂3、生产成本高、生产周期长、不适合于单件小批量的塑件生产应用：在工业产品中，注射成型的制品有：厨房用品（垃圾筒、碗、水桶、壶、餐具以及各种容器），电器设备的外壳（吹风机、吸尘器、食品搅拌器等），玩具与游戏，汽车工业的各种产品，其它许多产品的零件等。

（二）嵌件注塑嵌件注塑：嵌件成型（insertmolding）指在模具内装入预先准备的异材质嵌件后注入树脂，熔融的材料与嵌件接合固化，制成一体化产品的成型工法。

工艺特点：1、多个嵌件的事前成型组合，使得产品单元组合的后工程更合理化。

2、树脂的易成型性、弯曲性与金属的刚性、强度及耐热性的相互组合补充可结实的制成复杂精巧的金属塑料一体化产品。

3、特别是利用了树脂的绝缘性和金属的导电性的组合，制成的成型品能满足电器产品的基本功能。

4、对于刚性成型品、橡胶密封垫板上的弯曲弹性成型品，通过基体上注塑成型制成一体化产品后，可省去排列密封圈的复杂作业，使得后工序的自动化组合更容易。

（三）双色注塑双色注塑：是指将两种不同色泽的塑料注入同一模具的成型方法。

它能使塑料出现两种不同的颜色，并能使塑件呈现有规则的图案或无规则的云纹状花色，以提高塑件的使用性和美观性。

工艺特点：1、核心料可以使用低黏度的材料来降低射出压力。

2、从环保的考虑，核心料可以使用回收的二次料。

3、根据不同的使用特性，如厚件成品皮层料使用软质料，核心料使用硬质料或者核心料可以使用发泡塑料来降低重量。

复合材料成型工艺树脂基复合材料成型工艺介绍（1）：模压成型工艺模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。

它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。

模压成型工艺的主要优点：①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；②产品尺寸精度高，重复性好；③表面光洁，无需二次修饰；④能一次成型结构复杂的制品；⑤因为批量生产，价格相对低廉。

模压成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。

随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展，压机吨位和台面尺寸不断增大，模压料的成型温度和压力也相对降低，使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展，目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。

模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种：①纤维料模压法是将经预混或预浸的纤维状模压料，投入到金属模具内，在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。

该方法简便易行，用途广泛。

根据具体操作上的不同，有预混料模压和预浸料模压法。

②碎布料模压法将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块，然后在金属模具中加温加压成型复合材料制品。

③织物模压法将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液，然后放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。

④层压模压法将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，裁剪成所需的形状，然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。

⑤缠绕模压法将预浸过树脂胶液的连续纤维或布（带），通过专用缠绕机提供一定的张力和温度，缠在芯模上，再放入模具中进行加温加压成型复合材料制品。

⑥片状塑料（SMC）模压法将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料，然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。

⑦预成型坯料模压法先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料，将其放入金属模具中，然后向模具中注入配制好的粘结剂（树脂混合物），在一定的温度和压力下成型。