復(fù)合材料的成型工藝

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1、第五章　復(fù)合材料的成型工藝1、聚合物基復(fù)合材料的成型工藝2、金屬基復(fù)合材料的成型工藝3、陶瓷基復(fù)合材料的成型工藝11、聚合物基復(fù)合材料的成型工藝聚合物基復(fù)合材料的性能在纖維與樹脂體系確定后，主要決定于成型工藝。成型工藝主要包括以下兩個方面：2一是成型，即將預(yù)浸料按產(chǎn)品的要求，鋪置成一定的形狀，一般就是產(chǎn)品的形狀;二是固化，即把已鋪置成一定形狀的疊層預(yù)浸料，在溫度、時間和壓力等因素影響下使形狀固定下來，并能達(dá)到預(yù)期的性能要求。3生產(chǎn)中采用的成型工藝(1)手糊成型　　　(2)注射成型(3)真空袋壓法成型　　　(4)擠出成型(5)壓力袋成型　　　　

2、(6)纖維纏繞成型(7)樹脂注射和樹脂傳遞成型(8)真空輔助樹脂注射成型4(9)連續(xù)板材成型　　(10)拉擠成型(11)離心澆鑄成型　　(12)層壓或卷制成型(13)夾層結(jié)構(gòu)成型　　(14)模壓成型(15)熱塑性片狀模塑料熱沖壓成型(16)噴射成型5(1)手糊成型工藝手糊成型工藝是復(fù)合材料最早的一種成型方法，也是一種最簡單的方法，其具體工藝過程如下：6首先，在模具上涂刷含有固化劑的樹脂混合物，再在其上鋪貼一層按要求剪裁好的纖維織物，用刷子、壓輥或刮刀壓擠織物，使其均勻浸膠并排除氣泡后，再涂刷樹脂混合物和鋪貼第二層纖維織物，反復(fù)上述過程直至達(dá)到

3、所需厚度為止。7然后，在一定壓力作用下加熱固化成型（熱壓成型）或者利用樹脂體系固化時放出的熱量固化成型（冷壓成型），最后脫模得到復(fù)合材料制品。其工藝流程如下圖所示：8模具準(zhǔn)備涂脫模劑手糊成型樹脂膠液配制增強材料準(zhǔn)備固化脫模后處理檢驗制品手糊成型工藝流程圖9為了得到良好的脫模效果和理想的制品，同時使用幾種脫模劑，可以發(fā)揮多種脫模劑的綜合性能。10手糊成型工藝優(yōu)點①不受產(chǎn)品尺寸和形狀限制，適宜尺寸大、批量小、形狀復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)；②設(shè)備簡單、投資少、設(shè)備折舊費低。11③工藝簡單；④易于滿足產(chǎn)品設(shè)計要求，可以在產(chǎn)品不同部位任意增補增強材料⑤制品樹脂含

4、量較高，耐腐蝕性好。12手糊成型工藝缺點①生產(chǎn)效率低，勞動強度大，勞動衛(wèi)生條件差。②產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，性能穩(wěn)定性不高。③產(chǎn)品力學(xué)性能較低。132．模壓成型工藝模壓成型工藝是一種古老的技術(shù)，早在20世紀(jì)初就出現(xiàn)了酚醛塑料模壓成型。模壓成型是一種對熱固性樹脂和熱塑性樹脂都適用的纖維復(fù)合材料成型方法。14模壓成型工藝過程將定量的模塑料或顆粒狀樹脂與短纖維的混合物放入敞開的金屬對模中，閉模后加熱使其熔化，并在壓力作用下充滿模腔，形成與模腔相同形狀的模制品；再經(jīng)加熱使樹脂進一步發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化，或者冷卻使熱塑性樹脂硬化，脫模后得到復(fù)合材料制品。15金

5、屬對模準(zhǔn)備涂脫模劑膜壓成型模塑料、顆粒樹脂短纖維固化脫模后處理檢驗制品加熱、加壓加熱冷卻膜壓成型工藝流程圖16模壓成型工藝優(yōu)點模壓成型工藝有較高的生產(chǎn)效率，制品尺寸準(zhǔn)確，表面光潔，多數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品可一次成型，無需二次加工，制品外觀及尺寸的重復(fù)性好，容易實現(xiàn)機械化和自動化等。17模壓成型工藝缺點模具設(shè)計制造復(fù)雜，壓機及模具投資高，制品尺寸受設(shè)備限制，一般只適合制造批量大的中、小型制品。18模壓成型工藝已成為復(fù)合材料的重要成型方法，在各種成型工藝中所占比例僅次于手糊/噴射和連續(xù)成型，居第三位。近年來隨著專業(yè)化、自動化和生產(chǎn)效率的提高，制品成本不

6、斷降低，使用范圍越來越廣泛。19模壓制品主要用作結(jié)構(gòu)件、連接件、防護件和電氣絕緣等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、電氣、化工、建筑、機械等領(lǐng)域。由于模壓制品質(zhì)量可靠，在兵器、飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星上也都得到應(yīng)用。203.層壓成型工藝層壓成型工藝，是把一定層數(shù)的浸膠布(紙)疊在一起，送入多層液壓機，在一定的溫度和壓力下壓制成板材的工藝。層壓成型工藝屬于干法壓力成型范疇，是復(fù)合材料的一種主要成型工藝。21層壓成型工藝生產(chǎn)的制品包括各種絕緣材料板、人造木板、塑料貼面板、覆銅箔層壓板等。復(fù)合材料層壓板的生產(chǎn)工藝流程如下22層壓板的生產(chǎn)工藝流程增強材料熱固

7、性樹脂浸　膠膠　布裁剪疊合熱壓脫模切邊產(chǎn)品23層壓成型工藝的優(yōu)點是制品表面光潔、質(zhì)量較好且穩(wěn)定以及生產(chǎn)效率較高。層壓成型工藝的缺點是只能生產(chǎn)板材，且產(chǎn)品的尺寸大小受設(shè)備的限制。244．噴射成型工藝將分別混有促進劑和引發(fā)劑的不飽和聚酯樹脂從噴槍兩側(cè)（或在噴槍內(nèi)混合）噴出，同時將玻璃纖維無捻粗紗用切割機切斷并由噴槍中心噴出，與樹脂一起均勻沉積到模具上。25當(dāng)不飽和聚酯樹脂與玻璃纖維無捻粗紗混合沉積到一定厚度時，用手輥滾壓，使纖維浸透樹脂、壓實并除去氣泡，最后固化成制品。其具體工藝流程圖如下：26玻璃纖維無捻粗紗聚酯樹脂加熱引發(fā)劑促進劑靜態(tài)混合切割

8、噴槍模具噴射成型輥壓固化脫模噴射成型工藝流程圖27噴射成型對所用原材料有一定要求，例如樹脂體系的粘度應(yīng)適中，容易噴射霧化、脫除氣泡和浸潤纖維以及不帶靜電等。最常用的