第九章复合材料及加工工艺
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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。
复合加工工艺技术复合加工工艺技术是一种将两种或两种以上不同材料通过加工、组合、结合等方式制备成具有特定性能的复合材料的加工技术。
随着科技的进步和工业的发展,复合材料在各个领域得到了广泛应用,并取得了显著的成果。
复合加工工艺技术主要包括预处理、复合、固化和后处理等流程。
首先,预处理是将原材料进行清洗、修整、涂敷等处理,以提高材料的表面质量和加工性能。
其次,复合过程是将不同的材料进行叠层、编织或包覆等处理,形成一定的结构。
这样可以充分发挥各材料的优点,弥补各自的不足,从而提高复合材料的性能。
然后,固化是通过热压、冷压、热固化等方式使复合材料的各层牢固结合,形成坚实的整体结构。
最后,后处理是对复合材料进行研磨、修整等处理,以达到一定的精度和表面质量要求。
复合加工工艺技术的优点在于可以弥补单一材料的不足,改善材料的性能。
不同材料的组合可以使复合材料具有多种特性,如高强度、高韧性、耐磨性、耐腐蚀性等。
此外,复合加工工艺技术还可以实现结构轻量化、能耗降低等效果,具有重要的经济意义和社会效益。
在航空航天、汽车、船舶等领域,复合材料的应用已经取得了显著的成果,为推动工业的发展做出了重要贡献。
然而,复合加工工艺技术也面临一些挑战和难题。
首先,由于原材料的特殊性和制造工艺的复杂性,加工成本较高,加工周期较长。
其次,材料的复合质量和性能往往受到很多因素的影响,包括温度、压力、湿度等,需要严格控制。
此外,对于大型和复杂形状的复合材料制造,还存在工艺参数难以提前确定、材料内部应力大、损伤难以发现等问题,使得工艺的稳定性和可控性受到一定的限制。
为了解决这些问题,需要进一步研究和发展复合加工工艺技术。
一方面,可以通过改进材料和加工设备,提高工艺的效率和稳定性,降低成本和周期。
另一方面,可以通过优化工艺参数和控制方法,提高复合材料的质量和性能。
此外,还可以开展材料性能的测试和评价,提供理论依据和技术支持。
通过不断努力,可以进一步推进复合材料的研究和应用,为工业的发展和社会的进步做出更大的贡献。
设计材料及加工工艺(修订版)(章节总结)班级:工业设计101姓名:柳佳学号:201010131指导老师:王斌修目录第一章……………………………………………(1-2)第二章……………………………………………(2-4)第三章……………………………………………(4-5)第四章……………………………………………(5-7)第五章……………………………………………(7-9)第六章……………………………………………(9-11)第七章……………………………………………(11-12)第八章……………………………………………(12-14)第九章……………………………………………(14-15)第十章……………………………………………(15-16)第十一章…………………………………………(16-17)第一章概论纵观人类进化历史,材料的开发、使用和完善都贯穿其中,是人类文明和时代进步的标志,是社会科学技术发展水平的标志。
材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质基础。
人类改造世界的创造性活动,是通过利用材料来创造各种产品得以实现的。
人类的设计意识与使用材料是并生共存的,任何设计都需要通过材料来实现。
产品造型设计的过程实际上是对材料的理解和认识的过程,是“造物”与“创新”的过程,是应用的过程。
列举古希腊的石椅,我国明代的椅子,及国外椅子的发展创新历程,说明设计造型的变化与发展和材料的应用与发展是相辅相成、相互影响、相互促进、相互制约的。
通过不断的是研究和实践,设计师们在材料的运用上给我留下了丰富而宝贵的经验。
依托着科学技术的发展,各种新材料、新工艺不断涌现,给材料运用更大的发展空间。
产品科学的发展,使产品形态产生了根本变化。
产品造型设计是工业产品技术功能设计与美学设计的结合与统一,集现代科学技术与社会文化、经济和艺术为一体。
造型设计是一种人造物的活动,是人们在一定文化艺术指导下,有意识、有目的地运用人类科学文化发展的优秀成果,用现代工业生产方式将各种材料转变为具有一定价值或具有商品性的工业产品的创造活动。
汽车复合材料的主要加工工艺和技术——模压成型汽车复合材料是一种可设计的材料,能够方便地实现整体综合优化设计。
其中汽车复合材料制造工艺的可设计性带给了汽车复合材料制造行业无穷的想像力和创新机会。
目前,我们己知的汽车复合材料制造工艺技术就多达几十种,并且还处于不断的创新发展之中。
模压成型工艺(Compression Molding)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、加压固化而成型的一种方法。
模压料的品种有很多,可以是预浸物料、预混物料,也可以是坯料。
当前常用的模压料品种有:热固性复合材料,包括SMC、BMC和TMC等;热塑性复合材料,包括GMT、D-LFT和G-LFT等。
模压成型工艺示意图在提到模压成型工艺技术时,我们特别要提到汽车复合材料工业广泛应用的热固性复合材料SMC和热塑性复合材料GMT模压成型工艺。
SMC(Sheet Moulding Compounds)又名片状模塑料,是一种带流动性能的预浸材料,其物理形态是一种类似“橡皮”的夹芯材料,“芯材”由经树脂糊充分浸渍的短切玻璃纤维(或毡)组成,上下两面为聚乙烯薄膜所覆盖,以防止空气、灰尘、水汽及杂质等对材料的污染以及聚酯树脂交联剂苯乙烯的挥发损失。
树脂糊里含有聚酯树脂、引发剂、化学增稠剂、低收缩率添加剂、填料、脱模剂和颜料等组分。
SMC主要采用金属对模的模压成型工艺,其压制工艺过程相对比较简单,主要包括片状模塑料的制备和成模两部分。
由于SMC的组成比较复杂,每种组分的种类、质量、性能及其配比等对SMC的生产工艺、成型工艺及最终制品的性能、价格等都有很大的影响,因此,对组分、用量和配比等进行合理的选择,对于制造优良的汽车SMC零部件具有十分重要的意义。
SMC模压成型工艺流程GMT(Glass Mat Reinforced Thermoplastics)又名玻纤毡增强热塑性塑料片材,是一种用玻璃纤维针刺毡或原丝毡增强的热塑性塑料半成品片材。
1.什么是复合材料?简述复合材料的特点与应用。
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的机械工程材料。
各种组成材料在性能上能互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料,从而满足各种不同的要求。
复合材料的组成包括基体和增强材料两个部分。
复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。
其特点是比重小、比强度和比模量大。
例如碳纤维与环氧树脂复合的材料,其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍,还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。
石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。
纤维增强材料的另一个特点是各向异性,因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。
以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料,在500℃时仍能保持足够的强度和模量.碳化硅纤维与钛复合,不但钛的耐热性提高,且耐磨损,可用作发动机风扇叶片.碳化硅纤维与陶瓷复合,使用温度可达1500℃,比超合金涡轮叶片的使用温度(1100℃)高得多。
碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨,构成耐烧蚀材料,已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。
非金属基复合材料由于密度小,用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。
用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧,其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。
复合材料的成型方法按基体材料不同各异.树脂基复合材料的成型方法较多,有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。
金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。
前者是在低于基体熔点温度下,通过施加压力实现成型,包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。
后者是将基体熔化后,充填到增强体材料中,包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。