复合材料工艺及设备

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。

不同的材料及成型工艺的主要设备及其作用一、概述在制造业中，材料和成型工艺是产品制造的关键因素。

随着科技的不断进步，越来越多的材料和成型工艺被应用于生产过程中。

为了实现高效、高质的制造，主要设备也经历了不断的改进和发展。

本文将对不同的材料及成型工艺的主要设备及其作用进行详细的介绍。

二、材料分类及对应设备1.金属材料金属材料在制造业中占有重要地位，常用的金属材料包括钢铁、铜、铝等。

针对这些金属材料的加工，主要设备包括：熔炼炉、轧机、冲压机、焊接机等。

这些设备的作用是熔炼金属、轧制金属板材、冲压金属零件以及焊接金属部件等。

2.塑料材料塑料材料因其轻便、耐腐蚀等特性广泛应用于各个领域。

针对塑料材料的加工，主要设备包括：注塑机、挤出机、热压成型机等。

注塑机的作用是将熔融状态的塑料注入模具中，冷却后得到所需形状的塑料零件；挤出机则是通过螺杆旋转产生的压力，将熔融状态的塑料挤出成连续的型材；热压成型机则是利用热压工艺将塑料片材热压成所需形状的制品。

3.复合材料复合材料是由两种或两种以上材料组成的新型材料，具有优异的性能。

针对复合材料的加工，主要设备包括：预浸料设备、热压罐、缠绕机等。

预浸料设备的作用是将树脂与纤维预先混合，制成预浸料；热压罐的作用是将复合材料在高温高压下固化成型；缠绕机则是通过将纤维缠绕在芯模上，制成所需形状的复合材料制品。

三、成型工艺与设备的作用1.注塑成型工艺与注塑机注塑成型工艺是一种常见的塑料加工工艺，主要设备为注塑机。

注塑机的作用是将熔融状态的塑料注入模具中，经过冷却固化后开模取出塑料制品。

注塑成型工艺的特点是生产效率高、适用范围广，可以生产各种形状和尺寸的塑料制品。

2.挤出成型工艺与挤出机挤出成型工艺是一种常见的塑料加工工艺，主要设备为挤出机。

挤出机的作用是将塑料原料加热熔融，通过螺杆将熔融状态的塑料推挤出模头，冷却后形成连续的型材或管材。

挤出成型工艺的特点是连续生产、生产效率高，可以生产各种规格的型材和管材。

复合材料成型工艺及应用引言复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。

复合材料的成型工艺对于材料的性能和应用具有重要影响。

本文将深入探讨复合材料成型工艺及其应用。

成型工艺1. 碳纤维复合材料成型工艺碳纤维复合材料是一种常见的复合材料，其成型工艺有以下几个步骤：1.原材料准备–碳纤维布预浸树脂–模具2.布料叠层–将预浸树脂的碳纤维布按照设计要求叠加在一起3.真空吸气–将叠层的碳纤维布放置在真空袋内–利用真空泵抽取袋内空气，将袋与布料牢固贴合4.热固化–将真空吸气后的碳纤维布置于热压机中进行热固化–在一定的温度和压力下，树脂固化和纤维之间形成牢固的结合2. 玻璃纤维复合材料成型工艺玻璃纤维复合材料是另一种常用的复合材料，其成型工艺包括以下步骤：1.玻璃纤维制备–将原始玻璃熔融并通过喷丝机进行拉伸成细长纤维2.纤维增强–将玻璃纤维与树脂混合物浸渍，使纤维饱和3.成型–将纤维增强的玻璃纤维复合材料放置在模具中–利用压力或真空将复合材料与模具表面充分接触4.固化–在一定的温度和时间下，树脂固化并与玻璃纤维形成牢固结合应用领域复合材料因其独特的性能，广泛应用于以下领域：1. 航空航天业复合材料在航空航天业中具有重要地位。

其轻量化和高强度的特性，使其成为航空器结构中的关键材料。

例如，飞机机翼、机身和尾翼等部件都采用碳纤维复合材料制造，以提高飞行性能和燃油效率。

2. 汽车工业复合材料在汽车工业中的应用越来越广泛。

通过使用复合材料，汽车的整体重量可以降低，燃油效率可以提高。

此外，复合材料还能提供更好的碰撞安全性能和外观设计自由度。

3. 建筑业复合材料在建筑业中的应用也越来越受欢迎。

由于其轻质、高强度和耐腐蚀性能，复合材料可以用于建筑结构、墙体和屋顶等部件的制造。

同时，复合材料还能提供独特的外观效果，满足建筑设计的需求。

4. 化工工业复合材料在化工工业中的应用主要体现在储罐、管道和设备等方面。

复合材料(fù hé cái liào)工艺详解——热固与热塑树脂(shùzhī)热固性树脂(shùzhī)成型工艺手糊成型(chéngxíng)工艺（手糊类）手糊成型：用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺覆成型，室温（或加热）、无压（或低压）条件下固化，脱模制成品的工艺方法。

1.原料：①树脂：不饱和聚酯树脂，环氧树脂；②纤维增强材料：玻纤制品（无捻粗纱、短切纤维毡、无捻粗纱布、玻纤细布、单向织物），碳纤维，Kevlar纤维；③辅助材料：稀释剂，填料，色料。

2.工艺过程：2.1 原材料准备2.1.1胶液准备胶液的工艺性主要指胶液粘度和凝胶时间。

①手糊成型的胶液粘度控制在0.2Pa·s～0.8Pa·s之间为宜。

环氧树脂可加入5%～15%（质量比）的邻苯二甲酸二丁酯或环氧丙烷丁基醚等稀释剂进行调控。

②凝胶时间：在一定温度条件下，树脂中加入定量的引发剂、促进剂或固化剂，从粘流态到失去流动性，变成软胶状态的凝胶所需的时间。

手糊作业前必须做凝胶试验。

但是胶液的凝胶时间不等于制品的凝胶时间，制品的凝胶时间不仅与引发剂、促进剂或固化剂有关，还与胶液体积、环境温度与湿度、制品厚度与表面积大小、交联剂蒸发损失、胶液中杂质的混入、填料加入量等有关。

2.1.2增强材料的准备手糊成型所适用增强材料主要是布和毡。

需要注意布的排向，同一铺层的拼接，布的剪裁。

2.1.3胶衣糊准备胶衣树脂的性能指标：外观：颜色均匀，无杂质，粘稠状流体；酸值：10mgKOH/g～15mgKOH/g（树脂）；凝胶时间：10min ～15min；触变指数(zhǐshù)：5.5～6.5；贮存(zhùcún)时间：25℃ 6个月2.1.4手糊制品厚度(hòudù)与层数计算①手糊制品(zhìpǐn)厚度t:制品（铺层）的厚度；m：材料质量，Kg/m2；k：厚度常数，mm/(Kg·m-2)材料厚度常数k表材料性能玻璃纤维E型 S型 C型聚酯树脂环氧树脂填料-碳酸钙密度（Kg/m3）2.56；2.49；2.45 1.1；1.2；1.3；1.4 1.1；1.3 2.3；2.5；2.9k[mm/(Kg·m-2)]0.391；0.402；0.408 0.909；0.837；0.769；0.714 0.909；0.769 0.435；0.400；0.345②铺层层数计算A：手糊制品总厚度，mm；m f：增强纤维单位面积质量，Kg/m2；kf：增强纤维的厚度常数，mm/(Kg·m-2)；kr：树脂基体的厚度常数，mm/(Kg·m-2)；c：树脂与增强材料的质量比；n：增强材料铺层层数。

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。

复合材料缠绕成型工艺设备复合材料缠绕成型是一种常用的制备复合材料制品的工艺方法，该方法通过将纤维材料缠绕在模具上，并结合树脂基体固化形成所需形状。

复合材料缠绕成型工艺设备是用于实现该工艺的专用设备，下面将介绍该设备的主要特点和工作原理。

一、设备特点1.1 自动化程度高：复合材料缠绕成型工艺设备采用先进的自动化控制系统，可以实现整个制造过程的自动化操作，大大提高了生产效率和产品质量。

1.2 精确控制系统：设备配备了精确的控制系统，可以对纤维材料的缠绕角度、张力、速度等进行精确控制，确保制品的质量和性能。

1.3 多功能性：设备可以适应不同形状和尺寸的制品制造，通过更换模具和调整参数，可以满足不同客户的需求。

1.4 节能环保：设备采用先进的节能技术，可以降低能源消耗，减少环境污染。

二、工作原理复合材料缠绕成型工艺设备主要包括纤维材料供给系统、树脂基体供给系统、缠绕机构以及控制系统等组成。

2.1 纤维材料供给系统：纤维材料通常以纱线或带状材料的形式供给，供给系统通过张力控制装置控制纤维材料的张力，保证材料的均匀缠绕。

2.2 树脂基体供给系统：树脂基体通常以液态或半固态形式供给，供给系统通过泵和管路将树脂基体输送到缠绕区域，与纤维材料进行充分混合。

2.3 缠绕机构：缠绕机构是实现纤维材料缠绕的关键部分，它通常由缠绕头、缠绕臂和转动平台等组成。

缠绕头负责将纤维材料沿着设定的轨迹缠绕在模具上，缠绕臂负责控制纤维材料的张力和缠绕角度，转动平台负责使模具进行旋转，以实现整个制造过程。

2.4 控制系统：控制系统用于控制设备的运行和参数调节，通过传感器对纤维材料的张力、树脂基体的流量等进行实时监测和调整，确保制品的质量和性能。

三、应用领域复合材料缠绕成型工艺设备广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等领域。

在航空航天领域，它被用于制造飞机机翼、机身、推进器等部件；在汽车领域，它被用于制造车身、底盘等部件；在船舶领域，它被用于制造船体和推进器等部件；在能源领域，它被用于制造风力发电叶片、太阳能板等设备。

第一章1.复合材料定义：是指两种或两种以上不同材料，用适当的方法复合成一种材料，其性能比单一材料性能优越。

依据基体材料不同，分为金属基复合材料，非金属基复合材料，树脂基复合材料2.复合材料最大特点，是性能具有可设计性。

影响复合材料性能的因素很多，主要取决于增强材料的性能，含量及分布状况，基体材料的性能和含量，以及它们之间的界面结合状况。

3.树脂基复合材料的使用温度一般为60 摄氏度到250 摄氏度；金属基复合材料为400 摄氏度到600 摄氏度；陶瓷基复合材料为1000 摄氏度到1500 摄氏度。

复合材料硬度主要取决于基体材料的性能，一般硬度为陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料4.就力学性能而言，复合材料的力学性能取决于增加材料的性能，含量和分布，以及基体材料的性能和含量。

复合材料的耐自然老化性能，取决于基体材料的性能和与增加材料的界面粘结。

一般优劣次序为，陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料。

导热性能的优劣比较为：金属基复合材料大于陶瓷基复合材料大于树脂基复合材料。

5.选择成型方法时应考虑：①产品外形构造和尺寸大小②材料性能和产品质量要求③生产批量大小及供给时间〔允许的生产周期〕要求④企业可能供给的设备条件及资金⑤综合经济效益，保证企业盈利其次章1.手糊成型：又称接触成型。

是用纤维增加材料和树脂胶液在模具上铺敷成型，室温〔或加热〕，无压〔或低压〕条件下固化，脱模成制品的工艺方法。

手糊成型按成型固化压力可分为两类：接触压和低压〔接触压以上〕。

前者为手糊成型，喷射成型。

后者包括对模成型，真空成型，袋压成型，热压釜成型，树脂传递模塑〔RTM〕和反响注射模塑〔RIM〕成型。

2.聚合物基体的选择：能配置成粘度适当的胶液，适宜手糊成型的胶液粘度为200-500 厘泊聚合物集体包括不饱和聚酯树脂，环氧树脂和关心材料。

其中，关心材料包括稀释剂〔分为活性稀释剂和非活性稀释剂〕，填料〔在糊制垂直或倾斜面层时，为避开“流胶”，可在树脂中参与少量活性SiO2处变剂〕，色料。

《复合材料工艺与设备》第六章层压成型工艺及设备第六章层压成型工艺及设备6层压成型工艺及设备6.1概述6.1.1层压工艺的发展现状及前景课件6.1.1层压工艺的发展现状及前景层压工艺：是指将浸有或涂有树脂的片材层叠，在加热加压条件下，固化成型玻璃钢制品的一种成型工艺。

起始于30年代，目前在航空、航天、汽车、船舶、电讯等工业广泛应用。

层压成型工艺制品已经成为不可缺少的工程材料之一。

主要产品有：玻璃布层压板、木质层压板、棉布层压板、纸质层压板、石棉纤维层压板、复合层压板等。

第六章层压成型工艺及设备6.1.2层压工艺特点及应用课件6.1.2层压工艺的特点及应用工艺特点：生产的机械化、自动化程度较高；产品质量稳定；但一次性投资较大，适合于批量生产。

层压板可分为：纸层压板、木层压板、棉纤维层压板、玻璃纤维层压板等品种。

电绝缘部件；薄板适合于各领域；可用于制造齿轮、轴承、皮带轮等结构材料；用于飞机、汽车、船舶、电气工程等领域。

主要应用范围：例如：复铜箔层压板，用于制造印刷电路板。

第六章层压成型工艺及设备6.2胶布制备工艺及设备6.2.1制备工艺6.2.1.1原材料增强材料：课件玻璃布，石棉布，合成纤维布，玻璃毡，石棉毡，石棉纸，牛皮纸等。

酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等。

6.2.16.2.1制备工艺树脂：6.2.1.2胶布制备工艺过程玻璃纤维布经化学处理或热处理后，浸渍树脂胶液，并控制胶含量。

在一定温度、时间条件下烘干，使树脂由A阶转到B阶，即得到需要的玻璃纤维胶布。

如P136工艺流程图。

第六章层压成型工艺及设备6.2.1.3胶布制备工艺参数主要有：胶液粘度、浸胶时间、烘干温度与时间、牵引张力。

(1)、胶液粘度课件一般通过胶液浓度及环境温度来控制。

浓度的控制往往采用测试密度的方法来实现。

各种玻璃布所用的胶液密度见P137,表6-1。

(2)、浸胶时间一般控制在15~45,不同的布浸透时间不同。