复合材料成型工艺.doc

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）。
接触低压成型工艺过程，是先将材料在阴模、阳模或对模上制成设计形状，再通过加热或常温固化，脱模后再经过辅助加工而获得制品。属于这类成型工艺的有手糊成型、喷射成型、袋压成型、树脂传递模塑成型、热压罐成型和热膨胀模塑成型（低压成型）等。其中前两种为接触成型。
接触低压成型工艺中，手糊成型工艺是聚合物基复合材料生产中最先发明的，适用范围最广，其它方法都是手糊成型工艺的发展和改进。接触成型工艺的最大优点是设备简单，适应性广，投资少，见效快。根据近年来的统计，接触低压成型工艺在世界各国复合材料工业生产中，仍占有很大比例，如美国占35%，西欧占25%，日本占42%，中国占75%。这说明了接触低压成型工艺在复合材料工业生产中的重要性和不可替代性，它是一种永不衰落的工艺方法。但其最大缺点是生产效率低、劳动强度大、产品重复性差等。
1、原材料
接触低压成型的原材料有增强材料、树脂和辅助材料等。
（1）增强材料
接触成型对增强材料的要求：①增强材料易于被树脂浸透；②有足够的形变性，能满足制品复杂形状的成型要求；③气泡容易扣除；④能够满足制品使用条件的物理和化学性能要求；⑤价格合理（尽可能便宜），来源丰富。
用于接触成型的增强材料有玻璃纤维及其织物，碳纤维及其织物，芳纶纤维及其织物等。
（2）基体材料
接触低压成型工艺对基体材料的要求：①在手糊条件下易浸透纤维增强材料，易排除气泡，与纤维粘接力强；②在室温条件下能凝胶，固化，而且要求收缩小，挥发物少；③粘度适宜：一般为0.2～0.5Pa·s，不能产生流胶现象；④无毒或低毒；⑤价格合理，来源有保证。
生产中常用的树脂有：不饱和聚酯树脂，环氧树脂，有进也用酚醛树脂，双马来酰亚胺树脂，聚酰亚胺树脂等。
几种接触成型工艺对树脂的性能要求：

成型方法

对树脂性能要求

胶衣制作

1、成型时不流淌，易消泡
2、色调均匀，不浮色
3、固化快，不产生皱纹，与铺层树脂粘接性好

手糊成型

1、浸渍性好，易浸透纤维，易排除气泡
2、铺敷后固化快，放热少、收缩小
3、易挥发物少，制品表面不发粘
4、层间粘接性好

喷射成型

1、保证手糊成型的各项要求
2、触变性恢复更早
3、温度对树脂粘度影响小
4、树脂适用期要长，加入促进剂后，粘度不应增大

袋压成型

1、浸润性好，易浸透纤维，易排出气泡
2、固化快，固化放热量要小
3、不易流胶，层间粘接力强

（3）辅助材料
接触成型工艺中的辅助材料，主要是指填料和色料两类，而固化剂、稀释剂、增韧剂等，归属于树脂基体体系。