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；2.9
k
[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；0.345
②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。
2.2 糊制
2.2.1表面层（俗称胶衣层）
涂刷刷两遍，方向正交；喷涂距离保持在400-600mm之间。
注意杜绝胶衣层内混入气泡和带入水，喷涂过程中尽量减少苯乙烯的挥发，防
止固化不良。
2.2.2铺层控制
原则：制品强度损失小，不影响外观质量和尺寸精度；施工方便。
拼接形式有搭接和对接两种，以对接为宜。对接式铺层可保持纤维的平直性，产品外形不发生畸变，并且制品外形和质量分布(fēnbù)的重复性好。为不致降低接缝区强度，各层的接缝必须错开，并在接缝区多加一层附加布。
多层布的铺放也可以按照一个方向(fāngxiàng)错开，形成“阶梯(jiētī)”接缝连接。将玻纤布厚度t与接缝距s之比称为铺层锥度z，即z=t/s。试验表明
(biǎomíng)，z=1/100时，铺层强度与模量最高，可作为施工控制参数。
2.2.3铺层二次固化拼接
由于各种原因不适宜一次完成铺层固化的制品，如厚度超过7mm，需要两次拼接固化（先纵向后横向，此处不多做阐述）。
2.3固化
手糊成型大多是室温固化，应选择活化能和临界温度较低的引发剂。在室温下，引发剂不能分解出游离基（低于临界温度），故必须加促进剂。低温高湿不利于不饱和聚酯树脂的固化。
制品室温固化后，有的需要再进行加热后处理。其作用为：使制品充分固化，从而提高其耐化学腐蚀、耐候等性能；缩短生产周期，提高生产率。一般环氧玻璃钢的热处理常控制在150℃以内，聚酯玻璃钢控制在50℃～80℃之间。3.手糊成型工艺流程图
喷射成型工艺（手糊类）
喷射成型：将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧（或是在喷枪内混合）喷出，同时将切断的玻纤无捻粗纱，由喷枪中心喷出，使其与树脂均匀混合，沉积到模具上，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡，固化后成制品。
1.工艺(gōngyì)过程：
1.1 原材料准备：树脂(shùzhī)（主要用不饱和聚酯树脂）和无捻玻纤粗纱。1.2 模具准备(zhǔnbèi) 准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。
1.3 喷射成型设备(shèbèi) 喷射成型机分压力罐式和泵供式两种：
①泵式供胶喷射成型机，是将树脂引发剂和促进剂分别由泵输送到静态混合器中，充分混合后再由喷枪喷出，称为枪内混合型。其组成部分为气动控制系统、树脂泵、助剂泵、混合器、喷枪、纤维切割喷射器等。树脂泵和助剂泵由摇臂刚性连接，调节助剂泵在摇臂上的位置，可保证配料比例。在空压机作用下，树脂和助剂在混合器内均匀混合，经喷枪形成雾滴，与切断的纤维连续地喷射到模具表面。这种喷射机只有一个胶液喷枪，结构简单，重量轻，引发剂浪费少，但因系内混合，使完后要立即清洗，以防止喷射堵塞。
②压力罐式供胶喷射机是将树脂胶液分别装在压力罐中，靠进入罐中的气体压力，使胶液进入喷枪连续喷出。主要由两个树脂罐、管道、阀门、喷枪、纤维切割喷射器、小车及支架组成。工作时，接通压缩空气气源，使压缩空气经过气水分离器进入树脂罐、玻纤切割器和喷枪，使树脂和玻璃纤维连续不断的由喷枪喷出，树脂雾化，玻纤分散，混合均匀后沉落到模具上。这种喷射机是树脂在喷枪外混合，故不易堵塞喷枪嘴。
2.喷射成型工艺控制：
①纤维选用已处理的专用无捻粗纱。制品纤维含量控制在28%-33%，纤维长度一般为25mm-50mm；
②树脂含量喷射制品采用不饱和聚酯树脂，树脂含量控制在60%左右；
③雾化压力当树脂粘度为0.2Pa·s，树脂罐压力为0.05～0.15MPa时，雾化压力为0.3～0.55MPa，方能保证组分混合均匀；
④胶液粘度应控制在0.3Pa·s-0.8Pa·s，触变度以1.5-4为宜；
⑤喷射量喷射量与喷射压力和喷嘴直径有关，喷嘴直径在1.2mm-3.5mm之间选定，可使喷胶量在8g/s-60g/s之间调变；
⑥喷枪夹角不同夹角喷出来的树脂混合交距不同，一般选用20°夹角，喷枪与模具的距离为350～400mm。改变距离，要高速喷枪夹角，保证各组分在靠近模具表面处交集混合，防止胶液飞失。
3.喷射(pēnshè)成型注意事项：
①环境温度应控制(kòngzhì)在（25±5）℃，过高，易引起(yǐnqǐ)喷枪堵塞；过低，混合不均匀，固化慢；
②喷射机系统内不允许有水分（要求独立管路供气，气体(qìtǐ)必须彻底除湿）存在，否则会影响产品质量；
③成型前，模具上先喷一层树脂，然后再喷树脂纤维混合层；
④喷射成型前，先调整气压，控制树脂和玻纤含量；
⑤喷枪要均匀移动，防止漏喷，不能走弧线，两行之间的重叠富庶小于1/3，要保证覆盖均匀和厚度均匀；
⑥喷完一层后，立即用辊轮压实，要注意棱角和凹凸表面，保证每层压平，排出气泡，防止带起纤维造成毛刺；
⑦每层喷完后，要进行检查，合格后再喷下一层；
⑧最后一层要喷薄些，使表面光滑；
⑨特殊部位喷射：曲面时，喷射方向始终沿曲面法线方向；沟槽时，先喷四周和侧面，然后再底部补喷适量纤维；转角时，从夹角部位向外喷射；
⑩喷射机用完后要立即清洗，防止树脂固化，损坏设备。
4.喷射成型工艺流程图
树脂传递模塑成型（RTM）（手糊类）
RTM工艺(gōngyì)：将液态热固性树脂（通常为不饱和聚酯树脂）及固化剂，由计量设备(shèbèi)分别从储桶内抽出，经静态混合器混合均匀，注入事先铺有玻纤增强材料的密封模内，经固化、脱模、后加工而成制品。
1.工艺(gōngyì)过程：
1.1 原材料准备(zhǔnbèi)：不饱和聚酯树脂和玻璃纤维连续毡、复合毡及方格布；
1.2 填料：填料对RTM工艺很重要，它不仅能降低成本，改善性能，而且能在树脂固化放热阶段吸收热量。常用的填料有氢氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、云母等。其用量为20%～40%。
1.3 成型设备：
①树脂压注机
由树脂泵、注射枪组成。树脂泵是一组活塞式往复泵，最上端是一个空气动力泵。当压缩空气驱动空气泵活塞上下运动时，树脂泵将桶中树脂经过流量控制器、过滤器定量地抽入树脂贮存器，侧向杠杆使催化剂泵运动，将催化剂定量地抽至贮存器。压缩空气充入两个贮存器，产生与泵压力相反的缓冲力，保证树脂和催化剂能稳定的流向注射枪头。注射枪口后有一个静态紊流混合器，可使树脂和催化剂在无气状态下混合均匀，然后经枪口注入模具，混合器后面设计有清洗剂入口，它与一个有0.28MPa压力的溶剂罐相联，当机器使用完后，打开开关，溶剂自动喷出，将注射枪清洗干净；
②模具
RTM模具分玻璃钢模、玻璃钢表面镀金属模和金属模3种。玻璃钢模具容易制造，价格较低，聚酯玻璃钢模具可使用2000次，环氧玻璃钢模具可使用4000次。表面镀金属的玻璃钢模具可使用10000次以上。金属模具在RTM工艺中很少使用，一般来讲，RTM的模具费仅为SMC的2%～16%。
2.RTM成型选材注意：
①树脂系统
粘度低：250Pa·s-300Pa·s为最佳；
固化放热峰低：一般为80℃-140℃；
固化时间(shíjiān)短：一般凝胶时间控制在5min-30min之间，固化时间为凝胶时间的2倍。
通用型不饱和聚酯树脂是RTM工艺中使用最广泛的树脂系统(xìtǒng)。环氧多数用于航空制品中，但其价格较高；乙烯基树脂介于聚酯和环氧之间，价格适中；其他的树脂系统，如丙烯酸树脂系统和甲基丙烯酸甲酯乙烯基树脂系统是新的树脂系统，很适合RTM工艺。
②增强(zēngqiáng)材料
铺覆性好；
质量(zhìliàng)均匀性好；
容积压缩系数要大；
耐冲刷性好；
对树脂流动阻力小，机械强度高等。
连续纤维毡是目前RTM中应用最广泛的增强材料。混合使用连续纤维毡和短切纤维毡，尤其是以短切纤维毡/连续纤维毡/短切纤维毡的排列方式可使纤维的含量提高。无捻粗纱布变形性和浸透性较差，一般不单独使用。
3.RTM成型工艺流程图
袋压法、热压罐法、液压釜法和热膨胀模塑法成型（低压成型/手糊类）袋压法、热压罐法、液压釜法和热膨胀模塑法统称为低压成型工艺。其成型过程是用手工铺叠方式，将增强材料和树脂（含预浸材料）按设计方向和顺序逐层铺放到模具上，达到规定厚度后，经加压、加热、固化、脱模、修整而获得制品。四种方法与手糊成型工艺的区别仅在于加压固化这道工序。因此，它们只是手糊成型工艺的改进，是为了提高制品的密实度和层间粘接强度。
1.袋压成型
将手糊成型的未固化制品，通过橡胶袋或其它弹性材料向其施加气体或液体压力，使制品在压力下密实，固化。
2.热压釜
一个卧式金属(jīnshǔ)压力容器，未固化的手糊制品，加上密封胶袋，抽真空，然后连同模具用小车推进热压釜内，通入蒸汽（压力为1.5～2.5MPa），并抽真空，对制品加压、加热，排出气泡，使其在热压条件下固化。
3.液压釜
一个密闭的压力容器，体积比热压釜小，直立(zhí lì)放置，生产时通入压力热水，对未固化的手糊制品加热、加压，使其固化。
4.热膨胀模塑法
采用不同膨胀系数的模具材料，利用其受热体积(tǐjī)膨胀不同产生的挤压力，对制品施工压力。
工艺(gōngyì)过程：
1.袋压成型分压力袋法和真空袋法2种：
①压力袋法
压力袋法是将手糊成型未固化的制品放入一橡胶袋，固定好盖板，然后通入压缩空气或蒸汽（0.25～0.5MPa），使制品在热压条件下固化。
②真空袋法
此法是将手糊成型未固化的制品，加盖一层橡胶膜，制品处于橡胶膜和模具之间，密封周边，抽真空（0.05～0.07MPa），使制品中的气泡和挥发物排除。真空袋成型法由于真空压力较小，故此法仅用于聚酯和环氧复合材料制品的湿法成型。
2.热压釜和液压釜法都是在金属容器内，通过压缩气体或液体对未固化的手糊制品加热、加压，使其固化成型的一种工艺。
3.热膨胀模塑法的阳模是膨胀系数大的硅橡胶，阴模是膨胀系数小的金属材料，手糊未固化的制品放在阳模和阴模之间。加热时由于阳、阴模的膨胀系数不同，产生巨大的变形差异，使制品在热压下固化。
夹层结构成型工艺（加压型）
夹层(jiācéng)结构成型：由高强度蒙皮和轻质夹芯材料所构成。有手糊法和机械法两种。大多数采用手糊法。
工艺(gōngyì)过程
1.玻璃钢蜂窝夹层(jiācéng)结构：
1.1 材料(cáiliào)准备：
1.1.1玻璃布分蒙皮和芯材两种。
蒙皮：选用增强型浸润剂处理的玻璃布，规格通常为0.1mm-0.2mm的无碱或低碱平纹玻璃布；对曲面，通常采用斜纹玻璃布；
芯材：选用未脱蜡的无碱平纹布。
1.1.2绝缘纸生产纸基和蜂窝夹芯所用的绝缘纸，以木质纤维素制成的纸最好。
1.1.3金属箔以铝箔使用最多。
1.1.4粘接剂蒙皮和芯材用树脂基体及蒙皮和芯材之间胶接用的树脂粘接剂。可以选用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂和DAP树脂。而蜂窝夹芯制作过程中的胶条通常用聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛胶和环氧树脂等。
1.2 蜂窝夹芯的制造：
低密度夹芯：由纸、棉布、玻璃布浸渍树脂制成的芯材，或由泡沫塑料，有时也包括铝蜂窝夹芯。这类夹层结构的面板（蒙皮）多采用胶合板、玻璃钢以及薄铝板。其芯材与面板是胶接而成的。
高密度夹芯：夹芯与面板材料都采用不锈钢或钛合金制成。芯材制造及芯材与蒙皮的联接多采用焊接的方式。
1.2.1布蜂窝夹芯的制造
布包括了纸、棉布和玻璃布。三者制作原理及方法相同。主要有三种方法：塑性胶接法、模压法和胶接拉伸法。塑性胶接法和胶接拉伸法主要用于布蜂窝制造，模压法用于金属蜂窝制造，现已很少用。胶接拉伸法是目前广泛使用的方法。有手工涂胶法和机械涂胶法（印胶法、漏胶法、带条式涂胶法、波纹式涂胶法）两种。以机械涂胶法中的印胶法为例。
玻璃布从放布辊1引出后，经过(jīngguò)张紧辊2到第一道印胶辊，在布的正面涂胶液，涂胶后的布经过导向辊到第二道印胶辊，并在布的反面涂胶。涂胶后的玻璃布经过加热器加热，在水平导向辊6处与未涂胶的玻璃布叠合，一起卷到收卷机8上。收卷到设计厚度时，从收布卷筒上将蜂窝块取下，加热、加压固化后，切成蜂窝条备用。
1.2.2蜂窝夹芯材料(cáiliào)的生产设备
机械法生产蜂窝夹芯根据(gēnjù)涂胶方式，所用设备可分为漏胶式涂胶机、印胶式涂胶机和擦胶式涂胶机。
1.3 蜂窝夹层结构(jiégòu)制造
根据制造方法不同可以分为湿法和干法成型，按成型工艺过程可分为一次成型（适宜纸蜂窝和布蜂窝）、二次成型（适宜纸蜂窝）和三次成型。
2.泡沫塑料夹层结构：
2.1 材料准备：树脂+发泡剂
聚氨酯泡沫塑料是由含有羟基的聚醚或聚酯树脂、异氰酸酯、水以及其它助剂共同反应生成的。所用原料有：
①异氰酸酯类常用的有甲苯二异氰酸酯。有2,4和2,6两种异构体，前者活性大，后者活性小，工业上混合使用，两者的用量比为异构比。异构比愈高，化学反应速率愈快，趋于形成闭孔泡沫结构，反之，则趋于形成开孔结构。
②聚酯或聚醚聚酯一般用二元酸（己二酸、癸二酸、苯二甲酸）和多元醇（乙二醇、丙三醇和己二醇）缩聚(suōjù)而成。聚醚主要是由氧化烯烃（环氧乙
烷、环氧丙烷等）和多元醇（乙二醇、丙三醇、季戊四醇、山梨糖醇等）制成的。
③催化剂常用的有叔胺类化合物（三乙胺、三乙撑胺、N、N-二甲基苯胺等）和有机(yǒujī)锡类化合物（二月桂酸二丁基锡等）。
④发泡剂异氰酸酯与水作用(zuòyòng)生成的二氧化碳。但会使泡沫塑料发脆和气泡破裂，另外成本高。工业上一般用卤化碳（三氯甲烷、二氟二氯甲烷等）作为发泡剂。
⑤表面活性剂水溶性硅油(ɡuī yóu)、磺化脂肪醇、磺化脂肪酸以及其它非离子型表面活性剂。降低发泡液体表面张力，使发泡容易和泡沫均与。
⑥其它助剂改善泡沫性能。
2.2 硬质聚氨酯泡沫塑料制造
2.2.1硬质聚氨酯灌注发泡法（一步法）
工艺过程：首先将模具预热到40℃-50℃，按配比将A、B物料混合均匀，混合温度保持在30℃-35℃。所用齿形搅拌器转速在1000r/min-1500r/min，搅拌时间大约为30s左右，然后迅速将混合物注入模具内，控制凝胶时间大约为
5min-7min，而后将发泡体送入100℃的烘箱中保持2h，再自然冷却至室温，脱模取出发泡体备用。
2.2.2硬质聚氨酯泡沫喷涂法（二步法）
工艺过程：把原料分别由计量泵输送到喷枪内混合，使用干燥的高压空气作为搅拌能源（或用风动马达带动搅拌器），再在压缩空气作用下，将混合物喷射到制品，一般在较短时间内生成硬质聚氨酯泡沫塑料。
注：
发白时间：又称乳化时间。物料喷到目标物上后，颜色发白的时间控制在3s-7s 之间；
胀定时间：又称发泡时间。通常以不粘手为止；
喷涂速度：一般采用1Kg/min左右的用量，此时(cǐ shí)喷枪的移动速度为
0.5m/s-0.8m/s，单层喷涂泡沫塑料厚度为15mm；
雾化压力：根据配方和流量的不同及物料粘度而变化。一般(yībān)控制在
0.5MPa-0.6MPa；
表面温度：喷涂物表面温度一般(yībān)不能低于10℃。
2.3 泡沫夹层(jiācéng)结构制造
2.3.1预制粘接法
此法是先将夹层结构的表面层和泡沫塑料夹芯按设计要求分别制造，然后将它们粘接起来。关键是合理的选择粘接剂和粘接工艺条件。
2.3.2整体浇注成型法
此法是在结构的空腔内浇入混合料，然后经过发泡成型和固化处理等，使泡沫塑料胀满空腔，并和玻璃钢结成一个整体夹层结构。
2.3.3机械连续成型法
此法将两表层用结实的等长纱线连接，连接纱线的数量，按夹层结构工作条件计算好。生产时，先把上下表面层织物用玻纤纱按设计要求的间距与定位板连接在一起，然后经过浸胶槽浸胶（可用酚醛、酯环和环氧树脂等），在成型段由喷管浇注泡沫塑料层（一般采用聚氨酯、酚醛和脲甲醛泡沫塑料）液体，当物料发泡膨胀时，使上下表面层织物紧贴加热限制挡板，并保持联系件张紧。
模压成型工艺（加压型）
模压成型：将一定量的模压料放入金属对模中，在一定的温度和压力作用下，固化成型制品的一种方法。
模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为以下几类：
①纤维料模压将预混或者预浸的纤维模压料装在金属模具中加热加压成型制品；(高强度短纤维预混料模压成型是我国广泛使用的工艺方法)
②织物模压将预先织成所需形状的两向、三向以及多向织物浸渍树脂后，在金属对模中加热加压成型；(剪切强度明显提高，质量比较稳定，但成本高)
③层压模压将预浸胶布或毡剪成所需形状，经过叠层后放入金属对模中加热加压成型制品；(适合制薄壁制品)
④碎布料模压(móyā)将预浸胶布剪成碎步块放入模具中加热加压成型制品；
⑤缠绕模压将预浸渍的玻纤或布带缠绕在一定(yīdìng)模型上，再在金属对模中加热加压定性；(适用于特殊要求的制品及管材)
⑥SMC模压将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模具加热(jiā rè)加压成型制品；(适用于大面积制品成型)
⑦预成型坯模压先将短切纤维制成与制品形状和尺寸相似的预成形坯，然后将其放入模具中倒入树脂混合物，在一定温度压力下成型；(适用于制造大型、高强、异形、深度(shēndù)较大、壁厚均一的制品)
⑧定向铺设模压将单向预浸料（纤维或无纬布）沿制品主应力方向取向铺设，然后模压成型；(适用于成型单向强度要求高的制品)
模压引申：模压料成型工艺
广泛使用的高强度短纤维模压料制造
1.基本组分：
短纤维增强材料、树脂（最普遍的是酚醛树脂和环氧树脂）基体和辅助材料。短纤维增强材料：玻纤、高硅氧纤维、碳纤、尼龙纤维等，长度为30mm-
50mm，含量一般控制在50%-60%范围内（质量比）。
树脂基体：各种类型的酚醛树脂和环氧树脂，还有酚醛环氧型树脂和聚酯树脂。酚醛树脂有氨酚醛、镁酚醛、钡酚醛、硼酚醛以及由聚乙烯醇缩丁醛改性的酚醛树脂等；环氧树脂有双酚A型、酚醛环氧型及其他改性型。
辅助材料是为了使模压料具有良好的工艺性和满足制品的特殊性能要求。
2.短纤维模压料制备
有预混和预浸两种，大部分采用预混（手工预混和机械预混）。工艺流程图如下：
以玻纤/镁酚醛模压(móyā)料为例说明机械预混：
①将玻纤在180℃下干燥(gānzào)处理40min-60min；
②将烘干后的纤维切成30mm-50mm长度(chángdù)并使之输送；
③按树脂(shùzhī)配方配成胶液，用工业酒精调配胶液密度在1.0g/cm3左右；
④按纤维：树脂=55：45（质量比）的比例将树脂溶液和短切纤维充分混合（此步在捏合机内进行）；
⑤捏合后的预混料，逐渐加入撕松机中撕松；
⑥将撕松后的预混料均匀铺放在网格上晾置；
⑦预混料经自然晾置后，再在80℃烘房中烘20min-30min，进一步驱除水分和挥发物；
⑧将烘干后的预混料装入塑料袋中封闭待用。
3.短纤维模压料的质量控制
①树脂溶液粘度由于粘度与密度有一定关系，而粘度测定又不如密度测定简单易行，因此，通常用密度作为粘度控制指标。如酚醛预混料树脂胶液密度控制在1.00g/cm3-1.025g/cm3。
②纤维短切强度机械预混，纤维长度一般不超过20mm-40mm；手工预混，纤维长度不超过30mm-50mm。
③浸渍时间在确保纤维均匀浸透情况下应尽可能缩短时间。
④烘干条件烘干温度和时间是控制挥发物含量与不溶性树脂含量的主要因素。此外还应注意料层的厚度和均匀性。一般快速固化酚醛型预混料（如镁酚醛）的烘干条件为80℃，烘干20min-30min。慢速固化酚醛型预混料（如氨酚醛）的烘干条件为80℃，烘干50min-70min。环氧酚醛型预混料的烘干条件为80℃，烘干20min-40min。
⑤其他设备设计
4.模压料的工艺性
流动性、收缩率和压缩性。每个都有对其产生影响的因素(yīn sù)（不详解）。
①流动性实际(shíjì)生产中，模压料能否压成一定形状的制品主要取决于流动，而流动的难易取决于模压料的粘度。应该指出，模压料熔体的流动性过大对压制成型并不有利。
②收缩性模压制品从模具中脱出后尺寸减小是模压料的固有特性，即收缩性。模压制品发生(fāshēng)收缩的主要原因是热收缩和结构（化学）收缩。模压制品的线膨胀系数比模具材料大。因交联结构产生的结构收缩，实践证明，大多在0.1%-0.2%。
③压缩性压缩比来表示。压缩比=模压料（或坯料）的比容/制品(zhìpǐn)比容。值恒大于1。纤维模压料的压缩比可以达到6-10。可采用预成型工艺使压缩比大的模压料称为坯料来减小压缩比。
模压引申：SMC成型工艺
SMC，即片状模塑料。是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切玻璃纤维粗纱或玻纤毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模压成型材料。
SMC是干法生产FRP制品的一种中间材料。独具特点是重现性好。
SMC的种类：
①BMC即块状模塑料。可用于压制和挤出成型。与SMC的区别仅在于材料形态和制作方法上。BMC中纤维含量较低，纤维长度较短，填料含量较大，因此BMC适合制造小型制品，SMC则用于生产大型薄壁制品。
②TMC即厚片状模塑料。组成与制作同SMC类似。SMC一般厚0.63cm，TMC一般厚度达5.08cm。
③结构SMC按纤维形态与分布不同可分为SMC-R（纤维不规则分布）、SMC-C（连续纤维单向分布）、SMC-D（不连续纤维定向分布）以及SMC-C/R、SMC-D/R。树脂采用高反应性的间苯二甲酸聚酯树脂。
④高强SMC分为HMC和XMC。HMC是一种少加或不加填料，短切纤维含量达60%-80%，玻纤定向分布，树脂含量在35%以下的片状模塑料。具有极好的
流动性和成型表面，其制品强度是普通SMC的3倍。XMC是一种含有70%-80%定向连续玻纤，20%-30%的聚酯树脂，加适量或不加填料的片状模塑料。玻纤以一定角度交叉布置，标准粗纱角度为82°。在普通缠绕机上进行。
⑤LS-SMC即低收缩SMC。采用低收缩树脂或加入热塑性低收缩添加剂制造(zhìzào)，成品收缩可趋于零。适于制造尺寸精度高和表面光洁度高的制品。
⑥ITP-SMC即渗透增稠片状模塑料。不需要普通SMC所需的专门熟化室，而且在室温下24h达到不粘手的特点。制品具有(jùyǒu)高度刚性、耐冲击性、尺寸稳定性的特点。
此外(cǐwài)还有高弹SMC、低密度SMC、耐热SMC和耐燃SMC等。
1.压制(yāzhì)前的准备
1.1模压料预热和预成型
预热方法有加热板预热、红外线预热、电烘箱预热、远红外预热及高频预热等。
预成型是将模压料在室温下预先压成与制品相似的形状，然后再进行压制。1.2 装料量的估算
装料量等于模压料制品的密度乘以制品的体积，再加上3%-5%的挥发物、毛刺等损耗。模压制品的体积常采用以下三种方法进行估算：形状、尺寸简化计算法，密度比较法，铸型比较法。
1.3 脱模剂的选用
模压中使用的脱模剂有内脱模剂和外脱模剂两类。直接模压中多用外脱模剂或内外脱模剂的结合使用。酚醛型模压料多用机油、油酸、硬脂酸等；环氧及环氧酚醛型模压料多采用硅脂或有机硅。
2.模压工艺参数
2.1温度制度
包括了装模温度、升温速度、最高模压温度和恒温、降温及后固化温度等。
①装模温度(wēndù)物料放入模腔时模具的温度。镁酚醛装模温度在150℃-170℃，氨酚醛、酚醛环氧型模压(móyā)料一般在80℃-90℃。模压料的挥发物含量高，不溶性树脂含量低时，装模温度较低，反之，要适当提高(tí gāo)装模温度。制品结构复杂及大型制品装模温度一般宜在室温-90℃范围(fànwéi)内。
②升温速度由装模温度到最高压制温度的升温速率。对快速模压工艺，装模温度就是压制温度，不存在升温速度问题。而在慢速压制工艺中，需慎重选择适宜的升温速度，尤其是在成型较厚制品时更为重要。一般采用10℃/h-30℃/h的升温速度，对氨酚醛的小尺寸制品可采用1℃/min-2℃/min。
③最高模压温度主要依树脂放热曲线来确定。
④保温时间在成型压力和模压温度下保温的时间。作用是使制品固化完全和消除内应力。主要取决于两个因素：一是模压料固化反映的时间（与模压料种类有关）；二是不稳定导热时间。
⑤后固化处理一般不包括在压制制度中。目的是提高制品固化反应程度，通过提高温度，使尚未反应的基团间继续交联增加密度，去掉残留挥发物且消除残余应力。
2.2 压制制度
包括了成型压力、加压时机、放气等。
①成型压力作用是克服模压料的内摩擦及物料与模腔间的外摩擦，使物料充满模腔；克服物料挥发物（溶剂、水分及固化副产物）的抵抗力及压紧制品以保证精确的形状和尺寸。主要取决于两个因素：模压料的种类及质量指标；制品结构形状尺寸。成型压力是用单位压力表示的。单位压力定义为：制品在水平投影方向上单位面积所承受的力。
②加压时机在装模后经多长时间、在什么温度下进行加全压。三种方法：一是凭经验，操作者可将树脂拉丝时即为加压时机；二是根据温度指示，当接近树脂凝胶温度是进行加压；三是按树脂固化反应时气体释放量确定加压时机。
③放气充模快速模压不存在加压时机。在快速压制工艺中都要采取放气措施，即在加压初期，压力上升到一定值后，随即卸压抬模放气，再加压充模，反复几次。
3.模压成型(chéngxíng)工艺流程图：
层压成型(chéngxíng)工艺（加压型）
层压工艺是指将浸有或涂有树脂的片材层叠，组成叠合体，送入层压机，在加热和加压下，固化成型玻璃钢板材或其他形状(xíngzhuàn)简单的复合材料制品的一种方法。
1.原材料准备(zhǔnbèi)：已制备好的胶布（工艺见后面层压引申：胶布制备工艺）
2.工艺过程：
2.1下料
将胶布剪成一定尺寸，以便送入压机压制。剪切可以用连续切割机，也可以是手工剪切。
2.2 配叠（简称排板或配布）
需要注意下面几个问题：
①通常对多层层压板的每块布料，在两面各放2～3张面层胶布；
②挥发分含量不宜过大，挥发分含量若大于7%，应干燥处理后使用；
③在配叠内层胶布时，临近面层的10～20张应选择平整、无污染及破损的胶布，超过9mm的厚板其中间层可夹配有接头和取过样的胶布；
④根据压机的生产能力合理计算并确定制品的产量和规格。
2.3组合
由钢板、冷压铁板、衬垫及若干板料的堆迭组合称为一个叠合体。叠合体一般(yībān)按下列顺序组合：铁板→衬纸(chèn zhǐ)→单面钢板(gāngbǎn)→板料→双面钢板(gāngbǎn)→板料→……→双面钢板→板料→单面钢板→衬纸→铁板。
2.4热压
一般分为预热预压和热压两个阶段。
①预热预压阶段
主要目的是使树脂熔化，去除挥发物，使熔融树脂进一步浸渍玻纤布，并使树脂逐步固化至凝胶态。预压到板坯边缘流出胶但不能拉丝时，立即加满压力并升温，此时预压结束，进入热压阶段。
②热压阶段
从加全压到热压结束，称为热压阶段。从到达指定的热压温度到热压结束的时间，称为保温时间。一般玻璃钢层压板的保温时间为2min/mm～7min/mm。
2.5冷却脱模
热压结束，关闭热源，通冷却水于热板中进行冷却，同时保持原有压力（冷压），一般冷却到板材温度为50℃以下，去除压力取出板材。
2.6后处理
有些固化体系在后阶段固化速度较慢，在压机上加热固化，基本定型后，可取出放在120℃～130℃的烘房中再进行后处理48h～75h，提高板材的耐热性、机械强度和电性能。
3.工艺参数
热压成型时的温度、压力、时间是三个最重要的工艺参数。
①成型压力的选定
压力的控制，包括压力的大小、加压次数和加压时机等问题。
②压制温度的选择
与树脂的固化温度和固化速率有关。一般认为酚醛树脂的热压温度控制在155℃～165℃为合适，有机硅树脂则在200℃以上。实践证明，层压板的热压温度采用五个阶段升温较为合理。
第一阶段：预热阶段。一般从室温到开始显著反应时的温度，即为预热阶段。此时压力一般为全压的1/3～1/2；
第二阶段：中间保温(bǎowēn)阶段。当树脂不能拉成细丝时，应立即加全压，并随即升温；
第三阶段：升温阶段。一般来讲，升温速度(sùdù)不宜过快。
第四阶段：热压保温(bǎowēn)阶段。
第五(dì wǔ)阶段：冷却阶段。
③压制时间的控制
预压、热压和冷却三个时间之和为压制时间。
层压引申：胶布制备工艺
玻纤胶布的制备是使用热处理或化学处理的玻纤布，经浸渍树脂胶液，控制一定的树脂含量，在一定的温度下，经一定的时间烘干，使树脂由A阶段转到B 阶段，从而得到所要求的玻纤胶布。
1.原材料：
增强材料：玻纤布、石棉布、合成纤维布、玻纤毡、石棉毡、石棉纸、牛皮纸。
合成树脂：酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂。
2.工艺参数：
主要工艺参数包括胶液粘度、烘干温度和时间、玻纤布的牵引张力等。
①胶液粘度树脂在溶液中的质量百分比含量。一般可用胶液的浓度和环境温度来控制胶液的粘度。在实际生产中，通过测定密度方法，控制胶液的密度。②浸胶时间玻纤布在胶液中通过的时间。实践证明，浸胶时间一般在15s～30s 范围内。对于常用的0.1mm～0.2mm无碱平纹布，0.25mm的高硅氧布和
0.3mm无碱无捻粗纱布，其浸渍时间控制在15s～45s比较理想。
③张力控制牵引力的大小取决于玻纤布的自重和玻纤布在运行过程中经过导向辊时摩擦力。
④浸胶布的烘干温度及时间
包括胶布中挥发分去除和树脂由A向B阶段转化两个过程。
1）烘箱温度的控制
浸胶机类型不同，其烘箱干燥温度控制不一样。
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。缠绕成型工艺主要就是通过将浸水的金属铝复合材料按照一定的规律，缠绕在芯模中。然后通过固化脱模，最终获得制品。缠绕成型工艺的优点有：①能够根据产品的受力情况，进行缠绕规律的设计，保障纤维强度得到充分发挥。②比强度较高，纤维缠绕制品的压力与等体积的钢制容器来比，重量能够减轻近５０％左右。③生产效率较高，通过采用机械化生产和自动化生产的方式，能够减少人工的参与。④成本较低，在生产中恶意选择多种材料复合，能够降低材料成本。⑤可靠性较高，由于实现了机械化生产的方式，能够在一定程度上降低保障产品质量的精准性。但是
绪论 1.复合材料是指由两种或两种以上的不同材料，通过一定的工艺复合而成的，性能优于原单一材料的多相固体材料。按基体材料不同可分为：金属基复合材料，无机非金属复合材料，树脂基复合材料。 2. 复合材料的主要性能特点： 轻质高强，可设计性好，工艺性能好，热性能好，耐腐蚀性能好，电性能好，其它特点：耐候性、耐疲劳性、耐冲击性、耐蠕变性，透光性等。 第一章 1. 手糊成型：用纤维增强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。 2.手糊成型工艺的优点： 1、不受尺寸、形状的限制； 2、设备简单、投资少； 3、工艺简单； 4、可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求； 5、产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。 3.手糊成型工艺的缺点 1、生产效率低，劳动强度大，卫生条件差； 2、产品性能稳定性差； 3、产品力学性能较低。 4.选用的原材料必须满足3点要求 1、产品设计的性能要求 2、手糊成型工艺要求 3、价格便宜、材料容易取得 5. 聚合物基体的选择选用原则： 1.能在室温下凝胶、固化。并在固化过程中无低分子物产生。 2.能配制成粘度适当的胶液、适宜手糊成型的胶液粘度为0.2Pa·S~0.5Pa·S。 3.无毒或低毒。 4.价格便宜。 6.不饱和聚酯树脂的固化原理： 固化是通过引发剂引发聚酯分子中的双键，与可聚合的乙烯类单体(如苯乙烯)进行游离基共聚反应，使线型的聚酯分子交联成三维网状的体形大分子结构。 7.不饱和聚酯树脂的固化过程即它与乙烯类单体共聚的过程，共聚反应过程的三个主要阶段：链引发、链增长、链终止。 8.不饱和聚酯树脂的辅助剂包括交联剂、引发剂、促进剂、阻聚剂、光敏剂等。 9.交联剂 要求：高沸点，低粘度，能溶解树脂、引发剂、促进剂、染料等，反应活性大，能使共聚反应在室温或较低温度下进行，能与树脂共聚形成均相共聚物。 常用交联剂：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。 10.苯乙烯的优缺点： 优点：粘度低；与树脂有良好的共混性，能很好的溶解引发剂、促进剂；苯乙烯双键活泼，易于进行共聚反应；价格便宜，材料来源广。 缺点：沸点较低（145℃），易挥发，有一定毒性，对人体有害。
复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发镇，其老的成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现，目前聚合物基符合材料的成型方法已有20多种，并成功地用于工业生产，如： （1）手糊成型工艺--湿法铺层成型法； （2）喷射成型工艺； （3）树脂传递模塑成型技术（RTM技术）； （4）袋压法（压力袋法）成型； （5）真空袋压成型； （6）热压罐成型技术； （7）液压釜法成型技术； （8）热膨胀模塑法成型技术； （9）夹层结构成型技术； （10）模压料生产工艺； （11）ZMC模压料注射技术； （12）模压成型工艺； （13）层合板生产技术； （14）卷制管成型技术； （15）纤维缠绕制品成型技术； （16）连续制板生产工艺； （17）浇铸成型技术； （18）拉挤成型工艺； （19）连续缠绕制管工艺； （20）编织复合材料制造技术； （21）热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺； （22）注射成型工艺； （23）挤出成型工艺； （24）离心浇铸制管成型工艺； （25）其它成型技术。 视所选用的树脂基体材料的不同，上述方法分别适用于热固性和热塑性复合材料的生产，有些工艺两者都适用。 复合材料制品成型工艺特点：与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点： （1）材料制造与制品成型同时完成一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在造反材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。 （2）制品成型比较简便一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此，用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它材料简单的多，对于某些制品仅需一套模具便能生产。 一、接触低压成型工艺 接触低压成型工艺的特点是以手工铺放增强材料，浸清树脂，或用简单的工具辅助铺放增强材料和树脂。接触低压成型工艺的另一特点，是成型过程中不需要施加成型压力（接触成型），或者只施加较低成型压力（接触成型后施加0.01～0.7MPa压力，最大压力不超过2.0MPa）。
复合材料制造工艺 第一章概述 材料是人类赖以生存和开展的物质根底.20世纪70年代人们把材料、信息、能源作为社会文明的支柱；80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料与信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志.这主要是由于材料是国民经济建设、国防建设与人民生活所不可须臾缺少的重要组成局部.复合材料作为材料科学中一枝独立的新的科学分支,已经得到了广泛的重视,正日益开展并在许多工业部门中得到广泛运用,成为当今高科技开展中新材料开发的一个重要方面. 鉴于材料的重要的根底地位和作用,每一次科学技术的突飞猛进,都对材料的性能提出了越来越高、越来越严和越来越多的要求. 现如今在许多方面,传统的单一材料已经不能满足实际需要,在这种情况下,人们以其充满智慧的头脑将材料的新的开展方向伸向一个更加广阔的领域一一复合材料. 本文就将对复合材料的根本概念、加工中的理论问题、制备工艺与方法和典型的应用加以阐述,希望能够比拟全面的对复合材料做一个介绍. 首先我们来给复合材料下一个明确的定义.根据国际标准化组织(International Organization for Standardization, ISO)为复合材料下的定义,复合材料(Compose Material)是由两种或者两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料.复合材料的
组份材料虽然保持其相对独立性,但是复合材料的性能却不是组份材料性能的简单加和,而是有着重要的改良.在复合材料中通常有一相为连续相〔称为基体〕,而另一相为分散相〔增强材料〕.分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的.两相之间存在着相界面,分散相可以是增强纤维,也可以是颗粒状或弥散的填料. 复合材料的出现和开展,是现代科学技术不断进步的结果,也是材料设计方面的一个突破.它综合了各种材料如纤维、树脂、橡胶、金属、陶瓷等的优点,根据需要设计,复合成为综合性能优异的新型材料.可以预见,如果用材料作为历史分期的依据,那么,继石器、青铜、铁器、钢铁时代之后,在21世纪,将是复合材料的时代. 在概述的余下一些篇幅中,我们来大致了解一下关于复合材料的一些根本内容. 一、复合材料的命名和分类 复合材料可根据增强材料与基体材料的名称来命名.将增强材料的名称放在前面,基体材料的名称放在后面,再加上“复合材料〞即为材料名.为书写简便,也可仅写增强材料和基体材料的缩写名称, 中间加一条斜线隔开,后面再加“复合材料〞.有时为了突出增强材料或者基体材料,视强调的组份不同也可将不需强调的局部加以省略或简写. 复合材料的分类方法很多,常见的分类方法有以下几种: a.按增强材料形态分：连续纤维复合材料,短纤维复合材料, 粒状
热塑性复合材料成型工艺解析 热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称，国外称FRTP（Fiber Rinforced Thermo Plastics）。由于热塑性树脂和增强材料种类不同，其生产工艺和制成的复合材料性能差别很大。 从生产工艺角度分析，塑性复合材料分为短纤维增强复合材料和连续纤维增强复合材料两大类：（1）短纤维增强复合材料①注射成型工艺；②挤出成型工艺；③离心成型工艺。（2）连续纤维增强及长纤维增强复合材料①预浸料模压成型；②片状模塑料冲压成型；③片状模塑料真空成型；④预浸纱缠绕成型；⑤拉挤成型。 热塑性复合材料的特殊性能如下： （1）密度小、强度高热塑性复合材料的密度为1.1～1.6g/cm3，仅为钢材的1/5～1/7，比热固性玻璃钢轻1/3～1/4。它能够以较小的单位质量获得更高的机械强度。一般来讲，不论是通用塑料还是工程塑料，用玻璃纤维增强后，都会获得较高的增强效果，提高强度应用档次。 （2）性能可设计性的自由度大热塑性复合材料的物理性能、化学性能、力学性能，都是通过合理选择原材料种类、配比、加工方法、纤维含量和铺层方式进行设计。由于热塑性复合材料的基体材料种类比热固性复合材料多很多，因此，其选材设计的自由度也就大得多。 （3）热性能一般塑料的使用温度为50～100℃，用玻璃纤维增强后，可提高到100℃以上。尼龙6的热变形温度为65℃，用30%玻纤增强后，热形温度可提高到190℃。聚醚醚酮树脂的耐热性达220℃，用30%玻纤增强后，使用温度可提高到310℃，这样高的耐热性，热固性复合材料是达不到的。热塑性复合材料的线膨胀系数比未增强的塑料低1/4～1/2，能够降低制品成型过程中的收缩率，提高制品尺寸精度。其导热系数为0.3～0.36W(㎡·K)，与热固性复合材料相似。 4）耐化学腐蚀性复合材料的耐化学腐蚀性，主要由基体材料的性能决定，热塑性树脂的种类很多，每种树脂都有自己的防腐特点，因此，可以根据复合材料的使用环境和介质条件，对基体树脂进行优选，一般都能满足使用要求。热塑性复合材料的耐水性优于热固性复合材料。 （5）电性能一般热塑性复合材料都具有良好的介电性能，不反射无线电电波，透过微波性能良好等。由于热塑性复合材料的吸水率比热固性玻璃钢小，故其电性能优于后者。在热塑性复合材料中加入导电材料后，可改善其导电性能，防止产生静电。 （6）废料能回收利用热塑性复合材料可重复加工成型，废品和边角余料能回收利用，不会造成环境污染。 由于热塑性复合材料有很多优于热固性玻璃钢的特殊性能，应用领域十分广泛，从国外的应用情况分析，热塑性复合材料主要用于车辆制造工业、机电工业、化工防腐及建筑工程等方面。 1、注射成型工艺 注射成型是热塑性复合材料的主要生产方法，历史悠久，应用最广。其优点是：成型周期短，能耗最小，产品精度高，一次可成型开关复杂及带有嵌件的制品，一模能生产几个制品，生产效率高。缺点是不能生产纤维增强复合材料制品和对模具质量要求较高。根据目前的技术发展水平，注射成型的最大产品为5kg，最小到1g，这种方法主要用来生产各种机械零件，建筑制品，家电壳体，电器材料，车辆配件等。 2、挤出成型工艺 挤出成型是热塑性复合材料制品生产中应用较广的工艺之一。其主要特点是生产过程连续，生产效率高，设备简单，技术容易掌握等。挤出成型工艺主要用于生产管、棒、板及异型断面型等产品。增强塑料管玻纤增强门窗异型断面型材，在我国有很大市场。挤出成型复合材料制品的工艺流程如下：3、缠绕成型工艺 热塑性复合材料的缠绕成型工艺原理和缠绕机设备与热固性玻璃的一样，不同的是热塑性复合材料缠绕制品的增强材料不是玻纤粗纱，而是经过浸胶（热塑性树脂）的预浸纱。因此，需要在缠绕机上增加预浸纱预热装置和加热加压辊。缠绕成型时，先将预浸纱加热到软化点，再与芯模的接触点加
复合材料的成型工艺 图1：热固性复合材料最基本的制备方法是手糊，通常包括将干层或半固化片层用手铺设到 模具上， 形成一个积层。图中展示的是自由宇航公司的技术员（佛罗里达州墨尔本）正在通过手糊工 艺 加工一个碳/环氧预浸料，将用于制造通用航空飞机部件。资料来源：自由宇航公司 在复合材料的加工成型过程中会使用一系列模具，用来给未成形的树脂及其纤维增强材料提供一个成型的平台。手糊（hand layup）成型是热固性复合材料最基本的制备方法，即通过人工将干层或半固化片层铺设到模具上，形成一个积层。铺层方式分为两种：一种称为干法铺层，是先铺层后将树脂浸润（例如，通过树脂渗透方式）到干铺层上的方式，另一种方式是湿法铺层，即先浸润树脂后铺层的顺序。 现在普遍使用的固化方式可以分为以下几种：最基本的是室温固化。不过，如果提高固化温度的话，固化进程也会相应加快。比如通过烤箱固化，或使用真空袋（vacuum bag）通过高压釜固化。如果采用高压釜固化的话，真空袋内通常会包含透气膜，被放置在经手糊的半成型制品上，再连接到高压釜上，等最终固化完成后再将真空袋撤去。在固化过程中，真空袋的作用是将产品密封在模具和真空袋之间，通过抽真空对产品均匀加压，将产品中汇总的气体排出，从而使产品更加密实、力学性能更好。
图2：热压釜独有的高温和高压条件使其成为完成热固性树脂零部件的固化的重要工具。控制软件的改进则能够帮助经营者提高35-40%的生产量。同时，一些新的树脂配方正在开发当中，将通过低压固化处理。图中是Helicomb国际公司（俄克拉荷马州塔尔萨）的一名操作人员正在使用高压釜进行固化处理。来源：Helicomb国际公司 许多高性能热固性零件都需要在高热高压的条件下完成固化。但是高压釜（Autoclave s）的设备成本和操作成本都较昂贵。采购高压釜设备的制造商通常会一次性固化一定数量的部件。对于高压釜的温度，压力，真空和惰性气体（inert atmosphere）等一系列参数，计算机系统能帮助实现远程甚至无人监控和检测，并最大限度地提高该技术的利用效率。 在加温固化的时候，温度首先由局部升起，再逐渐达到整体均匀的效果，然后按照设定值保持一定的时间直至初步固化完成。但是，不能忽视的一步是冷却，温度必须缓缓下降至室温，这是为了避免由于不均匀的热胀冷缩而导致部件的失真或变形。当固化完成之后，部件要进行脱模处理，另外还有一些部件还要经过二级独立后固化（postcure）处理，在此期间的温度通常比初始固化的温度高，目的是为了提高树脂材料的交联密度（crosslink density），从而获得更好的材料性能。 电子束（Electron-beam）固化是一种适用于薄层板的有效的固化技术。电子束固化是通过电子流对手糊成型的复合材料产生电离辐射，在辐射敏感型树脂中产生聚合和交联反应（crosslinking reaction）。 X射线和微波固化技术的工作方式与此类似。此外，还有紫外线（UV）固化，该程序是利用紫外线辐射来激活热固性树脂中的光引发剂（photoinitia tor），从而引发交联反应。紫外线固化需要光渗透树脂和增强材料。紫外线（UV）或电子束（E-beam）是辐射固化的一种先进手段，能够引发具有化学活性的液体配方，在基体表面实现快速反应的固化过程，这正是区别于传统热固化技术的最大特点。紫外线与电子束虽然
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；2.9 k [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；0.345 ②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。 2.2 糊制 2.2.1表面层（俗称胶衣层） 涂刷刷两遍，方向正交；喷涂距离保持在400-600mm之间。 注意杜绝胶衣层内混入气泡和带入水，喷涂过程中尽量减少苯乙烯的挥发，防 止固化不良。 2.2.2铺层控制
复合材料的成型工艺 复合材料的成型工艺主要包括以下几种： 1. 手糊成型工艺：是一种湿法铺层成型法，通过涂刷胶液和铺设纤维织物，在模具上形成一定厚度的层片，然后进行固化。 2. 喷射成型工艺：是将树脂和纤维混合后，通过喷射的方式在模具表面形成一定厚度的层片，再进行固化。 3. 树脂传递模塑技术（RTM技术）：将纤维织物放入模具中，然后注入树脂，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。 4. 袋压法成型：是将纤维织物放入密封的袋子里，然后通过压力使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。 5. 真空袋压成型：是在袋压法的基础上，通过抽真空的方式排除纤维织物内的空气和水分，提高制品的密实度和质量。 6. 热压罐成型技术：是将预浸料放入金属模具中，通过热压罐的高温高压作用，使预浸料粘结成复合材料制品。 7. 液压釜法成型技术：是将预浸料放入密封的液压釜中，通过液体介质的压力使预浸料紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。 8. 热膨胀模塑法成型技术：是将纤维织物放入模具中，利用热膨胀原理使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料
制品。 9. 夹层结构成型技术：是将两层或更多层预浸料之间夹入一层泡沫材料或其他材料，通过加热加压或抽真空的方式使其粘结成复合材料制品。 10. 模压料生产工艺：是将纤维织物和树脂混合后，经过一定温度和压力条件进行固化，形成模压料，然后将其加工成制品。11. ZMC模压料注射技术：是将ZMC模压料加热后注入模具中，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。12. 层合板生产技术：是将多层预浸料按照一定的顺序叠放在一起，然后经过热压或冷压的方式使其粘结成复合材料层合板。13. 卷制管成型技术：是将纤维织物和树脂混合后，通过卷制机卷制成管状制品。 14. 纤维缠绕制品成型技术：是将纤维织物缠绕在芯模上，然后注入树脂或进行热处理，形成复合材料制品。 15. 连续制板生产工艺：是将预浸料连续通过加热和加压装置，使其连续地粘结成复合材料板材。 16. 浇铸成型技术：是将液态树脂注入模具中，加入纤维织物或预浸料等增强材料，经固化后得到复合材料制品。 17. 其他成型技术：如热塑性片状模塑料制造技术、冷模冲压成型工艺等。 这些成型工艺各有特点和适用范围，可以根据具体的制品要求选
复合材料成型工艺及应用 一、复合材料的概念 复合材料是由两种或两种以上的材料组成，具有不同的物理和化学性质，经过一定的工艺方法制成一种新型材料。常见的复合材料包括玻 璃钢、碳纤维、芳纶纤维等。 二、复合材料成型工艺 1.手工层叠法 手工层叠法是最基本的复合材料成型方法，通常用于制作小批量产品。该方法需要将预先剪裁好的纤维与树脂依次层叠，再通过压力和温度 进行固化。 2.真空吸塑法 真空吸塑法是将预先剪裁好的纤维与树脂放置在模具内，然后通过抽 气将模具内外产生压差，使树脂浸润纤维，并在高温高压下进行固化。 3.自动化层叠法
自动化层叠法是利用机器自动完成纤维和树脂的层叠，提高了生产效率和产品质量。 4.注塑成型法 注塑成型法是将树脂加热至熔点后注入模具中，再通过高压将树脂注入纤维中，最后在高温下固化成型。 5.压缩成型法 压缩成型法是将预先剪裁好的纤维和树脂放置在模具内，再通过压力将其压实，并在高温下进行固化。 三、复合材料的应用 1.航空航天领域 复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，在航空航天领域得到广泛应用。如飞机机身、翼面等部件都采用了复合材料制造。 2.汽车工业
汽车工业也是复合材料的重要应用领域。复合材料可以减轻汽车自重，提高汽车性能和燃油经济性。 3.建筑领域 建筑领域也开始采用复合材料作为建筑结构材料，如玻璃钢屋面、墙 板等。 4.体育器材 体育器材如高尔夫球棒、网球拍等也采用了碳纤维等复合材料制造， 提高了器材的性能和使用寿命。 5.医疗领域 复合材料在医疗领域也得到了广泛应用，如人工关节、牙科修复等。 四、复合材料的优缺点 1.优点： (1)轻质高强：比同体积的钢材强度高5-10倍，比重只有铝的1/4。
复合材料成型工艺模压成型工艺 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。 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。当前所用的模压料品种主要有：预浸胶布、纤维预混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC 等品种。 1、原材料 （1）合成树脂复合材料模压制品所用的模压料要求合成树脂具有：①对增强材料有良好的浸润性能，以便在合成树脂和增强材料界面上形成良好的粘结；②有适当的粘度和良好的流动性，在压制条件下能够和增强材料一道均匀地充满整个模腔；③在压制条件下具有适宜的固化速度，并且固化过程中不产生副产物或副产物少，体积收缩率小；④能够满足模压制品特定的性能要求。按以上的选材要求，常用的合成树脂有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚丁二烯树脂、烯丙基酯、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂等。为使模压制品达到特定的性能指标，在选定树脂品种和牌号后，还应选择相应的辅助材料、填料和颜料。 （2）增强材料模压料中常用的增强材料主要有玻璃纤维开刀丝、无捻粗纱、有捻粗纱、连续玻璃纤维束、玻璃纤维布、玻璃纤维毡等，也有少量特种制品选用石棉毡、石棉织物（布）和石棉纸以及高硅氧纤维、碳纤维、有机纤维（如芳纶纤维、尼龙纤维等）和天然纤维（如亚麻布、棉布、煮炼布、不煮炼布等）等品种。有时也采用两种或两种以上纤维混杂料作增强材料。 （3）辅助材料一般包括固化剂（引发剂）、促进剂、稀释剂、表面处理剂、低收缩添加剂、脱模剂、着色剂（颜料）和填料等辅助材料。 2、模压料的制备
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复合材料工艺大全 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发展，老的成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现，目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种，并成功地用于工业生产。如： （1）手糊成型工艺--湿法铺层成型法； （2）喷射成型工艺； （3）树脂传递模塑成型技术（RTM技术）； （4）袋压法（压力袋法）成型； （5）真空袋压成型； （6）热压罐成型技术； （7）液压釜法成型技术； （8）热膨胀模塑法成型技术； （9）夹层结构成型技术； （10）模压料生产工艺； （11）ZMC模压料注射技术； （12）模压成型工艺； （13）层合板生产技术； （14）卷制管成型技术； （15）纤维缠绕制品成型技术；
（16）连续制板生产工艺； （17）浇铸成型技术； （18）拉挤成型工艺； （19）连续缠绕制管工艺； （20）编织复合材料制造技术； （21）热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺； （22）注射成型工艺； （23）挤出成型工艺； （24）离心浇铸制管成型工艺； （25）其它成型技术。 视所选用的树脂基体材料的不同，上述方法分别适用于热固性和热塑性复合材料的生产，有些工艺两者都适用。 复合材料制品成型工艺特点：与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点： （1）材料制造与制品成型同时完成 一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。 （2）制品成型比较简便
复合材料工艺技术 复合材料工艺技术大全 复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。下面是店铺为大家整理的复合材料工艺技术大全，欢迎大家阅读浏览。 层压及卷管成型工艺 1层压成型工艺层压成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后，放入两个抛光的金属模具之间，加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在，印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。 层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材，具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点，但一次性投资较大，适用于批量生产，并且只能生产板材，且规格受到设备的限制。 层压工艺过程大致包括：预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。 2卷管成型工艺卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品成型方法，其原理是借助卷管机上的热辊，将胶布软化，使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下，辊筒在运转过程中，借助辊筒与芯模之间的摩擦力，将胶布连续卷到芯管上，直到要求的厚度，然后经冷辊冷却定型，从卷管机上取下，送入固化炉中固化。管材固化后，脱去芯模，即得复合材料卷管。 卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。其基本过程是：首先清理各辊筒，然后将热辊加热到设定温度，调整好胶布张力。在压辊不施加压力的情况下，将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈，然后放下压辊，将引头布贴在热辊上，同时将胶布拉上，盖贴在引头布的加热部分，与引头布相搭接。引头
复合材料的加工工艺 复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，通过一定的加工工艺将它们结合在一起，形成具有特定性能的新材料。复合材料具有轻质、高强度、耐热、耐腐蚀等特点，在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域广泛应用。下面将介绍复合材料的几种常见加工工艺。 首先是预浸料（prepreg）工艺。预浸料是一种事先经过浸渍的复合材料，通常由纤维增强材料和树脂基体组成。在预浸料工艺中，首先将纤维增强材料按一定的比例切割成需要的尺寸，然后将其浸渍于树脂中，使纤维充分浸透。浸渍后的纤维增强材料经过预固化或半固化处理，形成预浸料。最后，将预浸料切割成所需形状，放入模具中，在一定的温度和压力下固化，并且形成最终的复合材料制品。 其次是层板（laminate）工艺。层板是由多层预浸料堆叠而成，每一层都有确定的纤维取向。在层板工艺中，首先根据设计要求，将预浸料切割成相应的形状和尺寸。然后按照纤维取向的要求，将多层预浸料堆叠在一起。每一层的纤维取向可以相同，也可以是不同的，以实现对复合材料的力学性能、热学性能等特点的控制。最后，将堆叠好的预浸料放入模具中，在一定温度和压力下固化，并且形成层板。 再次是注塑（injection molding）工艺。注塑工艺主要用于树脂基体的复合材料，如碳纤维增强塑料（CFRP）。在注塑工艺中，首先将纤维增强材料切割成短
纤维或者纤维束，并与树脂混合。然后将混合好的树脂和纤维注入到注塑机中，通过高温和高压将其充分熔融。接着，将熔融的树脂和纤维注射到模具中，待冷却后，将成型品从模具中取出。注塑工艺可以实现对复合材料的复杂形状部件进行批量生产，具有高效、成本低等优势。 最后是纺织（textile）工艺。纺织工艺主要用于纤维增强材料为纤维布的复合材料，如玻璃纤维布增强树脂基体。在纺织工艺中，首先将纤维按一定的规则编织成预先设计好的纺织物。然后，将编织好的纺织物与树脂接触，通过一定的浸渍工艺，使树脂充分浸透纤维。浸渍后的纺织物经过热固化或者自身固化，形成具有一定强度和刚度的复合材料。纺织工艺主要用于生产平面或者规则形状的复合材料，广泛应用于建筑、汽车、船舶等领域。 总的来说，复合材料的加工工艺多种多样，不同的加工工艺适用于不同的复合材料和产品形状。通过合理选择和应用加工工艺，可以实现对复合材料性能和形状的控制，进而满足各种工程应用的需求。
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。
纤维增强复合材料成型工艺 纤维增强复合材料（Fiber-Reinforced Composite，简称FRC）是一种由纤维和塑料基质组成的材料。由于其具有卓越的力学性能和轻质化特性，在航空、航天、汽车工业、体 育器材等领域得到了广泛应用。在FRC制造过程中，成型工艺是至关重要的环节之一，影 响着其最终力学性能和外观质量。本文将介绍一些常见的FRC成型工艺。 1.手层叠模压成型工艺 手层叠模压成型工艺是将预先切割好的纤维和树脂层通过手工堆叠，形成FRC板材， 再通过模压成型的工艺将其塑化形成具有一定形状的FRC制品。该工艺成本低廉，适用于 少量、多品种的生产，但生产效率低，产品质量容易受到人工操作技术和操作环境等因素 的影响。 2.注塑成型工艺 注塑成型工艺是将预先制备好的纤维增强料通过注塑机注入模具中，进行压实成型的 工艺。在注塑成型工艺中，树脂和纤维的混合是在注塑机中实现的，可大大提高生产效率，且制品外观质量和力学性能稳定。但注塑成型工艺需要投资大型注塑设备和模具，且对原 材料的选择和加工工艺要求较高。 压片成型工艺是将预先切割好的纤维和树脂层堆叠在一起，然后通过加热和压力的作 用使其塑化成型的工艺。在压片成型工艺中，不需要液态的树脂，较为适合生产薄壁、平 面和简单立体结构的FRC制品。该工艺生产效率较高，但制品的纤维排列和树脂分布不易 控制，容易产生短纤维断裂和树脂气泡等缺陷。 4.纺织品成型工艺 纺织品成型工艺是将预先编织好的纤维布与树脂注射、固化成型的工艺。该工艺对于 制造具有一定弯曲形状或复杂的立体结构FRC制品非常适用，且研制所需的成型设备和工 艺相对简单。但编织布的形成难度较大，纤维排列难以控制，制品外观质量容易受到纺织 品表面的杂质和缺陷影响。 总之，选择合适的FRC成型工艺需要考虑到生产规模、生产效率、产品形态和质量要 求等因素，同时要根据材料特性和成型工艺的特点，采用切合实际的生产方案，提高FRC 制品的生产效率和外观质量，从而满足市场的需求。
复合材料成型工艺 引言 复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，具有优异的力学性能和化学性能的材料。复合材料广泛应用于航空航天、汽车、建筑和体育器材等领域。复合材料的成型工艺对于最终产品的质量和性能起着至关重要的作用。本文将介绍几种常见的复合材料成型工艺。 压缩成型 简介 压缩成型是一种常见的复合材料成型工艺，其基本原理是在高压和高温下将材料固化为所需形状。该工艺适用于制备具有较大平面尺寸和较简单形状的复合材料制品。 工艺步骤 压缩成型的工艺步骤通常包括以下几个步骤： 1.材料预处理：将所需的纤维和基体材料进行预处理，以去除杂质和增 强其性能。 2.材料层叠：将预处理后的纤维和基体层叠在一起，形成所需形状的复 合材料。 3.加热和压缩：将复合材料置于温度和压力控制设备中，进行加热和压 缩，以使其固化为最终形状。 4.冷却和固化：完成压缩成型后，将产品冷却至室温，使其固化。 应用案例 压缩成型常用于制备平板、管道和简单几何形状的复合材料制品。例如，在航空航天领域，压缩成型工艺常用于制备飞机机身和结构件。 注射成型 简介 注射成型是一种适用于制备复杂形状的复合材料制品的成型工艺。该工艺通过将预先制备好的复合材料注入到模具中，使其形成所需的形状。
工艺步骤 注射成型的工艺步骤通常包括以下几个步骤： 1.制备模具：根据产品的设计要求，制备出合适的注射模具。 2.材料准备：将纤维和基体材料按照一定比例混合，并加入适量的固化 剂和添加剂。 3.注射成型：将混合好的复合材料注入到模具中，并施加一定的压力， 使其填充整个模具。 4.固化和脱模：在恰当的温度下，使复合材料固化，并脱模得到最终产 品。 应用案例 注射成型常用于制备复杂形状的复合材料制品，如飞机翼、汽车车身和管道等。这种工艺能够实现复合材料的高精度和复杂形状要求。 真空成型 简介 真空成型是一种利用真空吸力将预处理好的复合材料贴合到模具上，形成所需 形状的成型工艺。真空成型适用于制备较大尺寸的复合材料产品。 工艺步骤 真空成型的工艺步骤通常包括以下几个步骤： 1.制备模具：根据产品的设计要求，制备出合适的真空吸力模具。 2.材料准备：将纤维和基体材料进行预处理，并覆盖在模具表面。 3.真空吸附：将覆盖有预处理材料的模具置于真空室中，并吸附去空气， 使材料贴合到模具上。 4.固化和脱模：在适当的温度下，使复合材料固化，并脱模得到最终产 品。 应用案例 真空成型常用于制备大型复合材料产品，如风力发电叶片和船体等。由于真空 吸附的优良效果，真空成型能够实现复合材料的均匀贴合和高精度形状要求。
复合材料热压成型工艺 1. 简介 复合材料热压成型是一种常见的制备复合材料制品的工艺方法。它通过热压将不同材料的层叠在一起，并利用热和压力使其相互结合，形成具有特定性能和结构的复合材料制品。 2. 工艺流程 复合材料热压成型工艺一般包括以下几个步骤： 2.1 材料准备 首先需要准备好要使用的复合材料。复合材料通常由两个或多个不同材料的层叠组成，其中包括增强材料（如纤维）和基体材料（如树脂）。这些材料需要事先进行加工和处理，以确保其质量和性能。 2.2 层叠 在层叠过程中，将预先加工好的材料按照设计要求进行排列。通常，增强材料以纤维的形式进行层叠，而基体材料以树脂的形式填充在纤维之间。层叠的顺序和方式对最终制品的性能有很大影响。 2.3 加热和压力施加 层叠好的材料被放置在热压机中，然后加热至一定温度。加热的目的是使树脂熔化，并将其浸润到纤维中，以增强复合材料的结合力。同时，在加热的过程中施加一定的压力，以确保材料之间的紧密结合和形成所需的形状。 2.4 冷却和固化 在加热和压力施加的过程中，树脂会熔化并浸润到纤维中。随着温度的降低，树脂会逐渐固化，形成坚固的复合材料结构。冷却的速度和方式对固化过程和最终制品的性能也有影响。 2.5 切割和加工 冷却后的复合材料制品可以进行切割和加工，以得到所需的形状和尺寸。这些加工步骤可以包括切割、钻孔、磨削等，以满足具体的应用需求。 3. 工艺参数和影响因素 复合材料热压成型工艺的成功与否，以及最终制品的性能，取决于多个工艺参数和影响因素。以下是一些常见的参数和因素：
3.1 温度和时间 加热温度和保温时间是决定树脂熔化和固化的重要参数。过高或过低的温度都会影响树脂的熔化和浸润效果，从而影响复合材料的性能。 3.2 压力 施加的压力对于树脂的浸润和纤维之间的结合至关重要。适当的压力可以确保材料之间的紧密结合，但过高的压力可能会导致纤维的损伤。 3.3 材料选择和预处理 选择合适的增强材料和基体材料对于最终制品的性能至关重要。此外，对材料进行预处理，如表面处理和去除杂质，可以提高材料的结合和性能。 3.4 层叠顺序和方式 层叠的顺序和方式对复合材料的性能和结构有很大影响。不同的层叠方式可以产生不同的纤维取向和强度分布，从而影响制品的力学性能。 4. 应用领域 复合材料热压成型工艺在许多领域中得到广泛应用。以下是一些常见的应用领域： 4.1 航空航天 复合材料热压成型工艺可以制备轻质高强度的航空航天部件，如飞机机翼、机身和推进器。这些部件具有较高的刚度和强度，同时又能减轻整体重量，提高飞行性能。 4.2 汽车工业 复合材料热压成型工艺可以制备汽车零部件，如车身结构、车门和座椅。这些部件具有较高的强度和刚度，同时能够减轻整车重量，提高燃油效率。 4.3 体育用品 复合材料热压成型工艺可以制备各种体育用品，如高尔夫球杆、网球拍和自行车车架。这些制品具有较高的强度和耐用性，同时又能够减轻重量，提高使用者的体验。 5. 总结 复合材料热压成型工艺是一种重要的制备复合材料制品的工艺方法。它通过热压将不同材料层叠在一起，并利用热和压力使其相互结合，形成具有特定性能和结构的复合材料制品。工艺参数和影响因素的选择和控制对最终制品的性能至关重要。该工艺在航空航天、汽车工业和体育用品等领域有广泛应用。通过不断的研究和创新，复合材料热压成型工艺将继续发展，并为各个领域提供更多的应用和解决方案。