復合材料成型工藝與特點

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1、第五章復合材料成型工藝與特點5.1手糊、噴射成型技術與特點5.1.1手糊成型技術與特點1)手糊成型原理手糊成型工藝是樹脂基復合材料生產中最早使用和應用普遍的一種成型方法，它是指將纖維浸漬樹脂后手工地鋪層在模具上，黏結在一起然后固化的成型工藝。手糊成型技術很少受制品形狀及大小的限制，模具費用低，對于那些品種多、生產量小的大型制品，手糊成型技術是非常適合的。2)手糊成型工藝的原材料手糊成型工藝所用的原材料包括：增強材料、樹脂和輔助材料。（1）增強材料手糊成型對增強材料的要求：①增強材料易于被樹脂浸透；②有足夠的形變性，能滿足制品復雜形狀的成型要求；③氣泡容易扣除；④能夠滿足制

2、品使用條件的物理和化學性能要求；⑤價格合理（盡可能便宜），來源豐富。用于接觸成型的增強材料有玻璃纖維及其織物，碳纖維及其織物，芳綸纖維及其織物等。其中常用的玻璃纖維增強材料有以下幾種：無捻粗紗、無捻粗紗布、加捻布、短切玻璃纖維氈、玻璃纖維織物。（2）基體材料手糊成型工藝對基體材料的要求：①在手糊條件下易浸透纖維增強材料，易排除氣泡，與纖維粘接力強；②在室溫條件下能凝膠，固化，而且要求收縮小，揮發(fā)物少；③粘度適宜：一般為0.2～0.5Pa·s，不能產生流膠現象；④無毒或低毒；⑤價格合理，來源有保證。在手糊成型技術中，最常用的是不飽和聚酯樹脂，其次是環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和呋喃樹

3、脂，乙烯基樹脂等也有少數應用。（3）輔助材料接觸成型工藝中的輔助材料，主要是指填料和色料兩類，而固化劑、稀釋劑、增韌劑等，歸屬于樹脂基體體系。3)模具及脫模劑（1）模具模具是各種接觸成型工藝中的主要設備。模具的好壞，直接影響產品的質量和成本，必須精心設計制造。設計模具時，必須綜合考慮以下要求：①滿足產品設計的精度要求，模具尺寸精確、表面光滑；②要有足夠的強度和剛度；③脫模方便；④有足夠的熱穩(wěn)定性；⑤重量輕、材料來源充分及造價低。模具材料應滿足以下要求：①能夠滿足制品的尺寸精度，外觀質量及使用壽命要求；②模具材料要有足夠的強度和剛度，保證模具在使用過程中不易變形和損壞；③不

4、受樹脂侵蝕，不影響樹脂固化；④耐熱性好，制品固化和加熱固化時，模具不變形；⑤容易制造，容易脫模；⑥晝減輕模具重量，方便生產；⑦價格便宜，材料容易獲得。能用作手糊成型模具的材料有：木材，金屬，石膏，水泥，低熔點金屬，硬質泡沫塑料及玻璃鋼等。脫模劑基本要求：①不腐蝕模具，不影響樹脂固化，對樹脂粘接力小于0.01MPa；②成膜時間短，厚度均勻，表面光滑；③使用安全，無毒害作用；④耐熱、能以受加熱固化的溫度作用；⑤操作方便，價格便宜。手糊成型工藝的脫模劑主要有薄膜型脫模劑、液體脫模劑和油膏、蠟類脫模劑。4)手糊成型的工藝流程（1）生產準備場地：手糊成型工作場地的大小，要根據產品大

5、小和日產量決定，場地要求清潔、干燥、通風良好，空氣溫度應保持在15～35℃之間，后加工整修段，要設有抽風除塵和噴水裝置。模具準備：準備工作包括清理、組裝及涂脫模劑等。樹脂膠液配制：配制時，要注意兩個問題：①防止膠液中混入氣泡；②配膠量不能過多，每次配量要保證在樹脂凝膠前用完。增強材料準備：增強材料的種類和規(guī)格按設計要求選擇。（2）糊制與固化鋪層糊制：手工鋪層糊制分濕法和干法兩種：①干法鋪層用預浸布為原料，先將預學好料（布）按樣板裁剪成壞料，鋪層時加熱軟化，然后再一層一層地緊貼在模具上，并注意排除層間氣泡，使密實。此法多用于熱壓罐和袋壓成型。②濕法鋪層直接在模具上將增強材料

6、浸膠，一層一層地緊貼在模具上，扣除氣泡，使之密實。一般手糊工藝多用此法鋪層。濕法鋪層又分為膠衣層糊制和結構層糊制。固化：制品固化分硬化和熟化兩個階段：從凝膠到三角化一般要24h，此時固化度達50%～70%（巴柯爾硬性度為15），可以脫模，脫后在自然環(huán)境條件下固化1～2周才能使制品具有力學強度，稱熟化，其固化度達85%以上。加熱可促進熟化過程，對聚酯玻璃鋼，80℃加熱3h，對環(huán)氧玻璃鋼，后固化溫度可控制在150℃以內。加熱固化方法很多，中小型制品可在固化爐內加熱固化，大型制品可采用模內加熱或紅外線加熱。（3）脫模和修整脫模：脫模要保證制品不受損傷。脫模方法有如下幾種：①頂出

7、脫模在模具上預埋頂出裝置，脫模時轉動螺桿，將制品頂出。②壓力脫模模具上留有壓縮空氣或水入口，脫模時將壓縮空氣或水（0.2MPa）壓入模具和制品之間，同時用木錘和橡膠錘敲打，使制品和模具分離。③大型制品（如船）脫?？山柚Ы镯?、吊車和硬木楔等工具。④復雜制品可采用手工脫模方法先在模具上糊制二三層玻璃鋼，待其固化后從模具上剝離，然后再放在模具上繼續(xù)糊制到設計厚度，固化后很容易從模具上脫下來。修整：修整分兩種：一種是尺寸修整，另一種缺陷修補。①尺寸修整成型后的制品，按設計尺寸切去超出多余部分；②缺陷修補包括穿孔修補，氣泡、裂縫修補，