第五章-复合材料的成型工艺ppt课件.ppt

第五章复合材料的成型工艺

1、聚合物基复合材料的成型工艺
2、金属基复合材料的成型工艺
3、陶瓷基复合材料的成型工艺1、聚合物基复合材料的成型工艺一是成型，即将预浸料按产品的要求，铺置成一定的形状，一般就是产品的形状;
二是固化，即把已铺置成一定形状的叠层预浸料，在温度、时间和压力等因素影响下使形状固定下来，并能达到预期的性能要求。生产中采用的成型工艺
(1)手糊成型 (2)注射成型
(3)真空袋压法成型(4)挤出成型
(5)压力袋成型(6)纤维缠绕成型
(7)树脂注射和树脂传递成型
(8)真空辅助树脂注射成型(9)连续板材成型(10)拉挤成型
(11)离心浇铸成型(12)层压或卷制成型
(13)夹层结构成型(14)模压成型
(15)热塑性片状模塑料热冲压成型
(16)喷射成型(1)手糊成型工艺
手糊成型工艺是复合材料最早的一种成型方法，也是一种最简单的方法，其具体工艺过程如下：首先，在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达到所需厚度为止。然后，在一定压力作用下加热固化成型（热压成型）或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型（冷压成型），最后脱模得到复合材料制品。其工艺流程如下图所示：模具准备为了得到良好的脱模效果和理想的制品，同时使用几种脱模剂，可以发挥多种脱模剂的综合性能。手糊成型工艺优点
①不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产；
②设备简单、投资少、设备折旧费低。③工艺简单；
④易于满足产品设计要求，可以在产品不同部位任意增补增强材料
⑤制品树脂含量较高，耐腐蚀性好。手糊成型工艺缺点
①生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差。
②产品质量不易控制，性能稳定性不高。
③产品力学性能较低。2．模压成型工艺
模压成型工艺是一种古老的技术，早在20世纪初就出现了酚醛塑料模压成型。
模压成型是一种对热固性树脂和热塑性树脂都适用的纤维复合材料成型方法。模压成型工艺过程
将定量的模塑料或颗粒状树脂与短纤维的混合物放入敞开的金属对模中，闭模后加热使其熔化，并在压力作用下充满模腔，形成与模腔相同形状的模制品；再经加热使树脂进一步发生交联反应而固化，或者冷却使热塑性树脂硬化，脱模后得到复合材料制品。金属对模准备模压成型工艺优点
模压成型工艺有较高的生产效率，制品尺寸准确，表面光洁，多数结构复杂的制品可一次成型，无需二次加工，制品外观及尺寸的重复性好，容易实现机械化和自动化等。模压成型工艺缺点
模具设计制造复杂，压机及模具投资高，制品尺寸受设备限制，一般只适合制造批量大的中、小型制品。模压成型工艺已成为复合材料的重要成型方法，在各种成型工艺中所占比例仅次于手糊/喷射和连续成型，居第三位。
近年来随着专业化、自动化和生产效率的提高，制品成本不断降低，使用范围越来越广泛。模压制品主要用作结构件、连接件、防护件和电气绝缘等，广泛应用于工业、农业、交通运输、电气、化工、建筑、机械等领域。
由于模压制品质量可靠，在兵器、飞机、导弹、卫星上也都得到应用。3.层压成型工艺
层压成型工艺，是把一定层数的浸胶布(纸)叠在一起，送入多层液压机，在一定的温度和压力下压制成板材的工艺。
层压成型工艺属于干法压力成型范畴，是复合材料的一种主要成型工艺。层压成型工艺生产的制品包括各种绝缘材料板、人造木板、塑料贴面板、覆铜箔层压板等。
复合材料层压板的生产工艺流程如下层压板的生产工艺流程层压成型工艺的优点是制品表面光洁、质量较好且稳定以及生产效率较高。
层压成型工艺的缺点是只能生产板材，且产品的尺寸大小受设备的限制。4．喷射成型工艺
将分别混有促进剂和引发剂的不饱和聚酯树脂从喷枪两侧（或在喷枪内混合）喷出，同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切断并由喷枪中心喷出，与树脂一起均匀沉积到模具上。当不饱和聚酯树脂与玻璃纤维无捻粗纱混合沉积到一定厚度时，用手辊滚压，使纤维浸透树脂、压实并除去气泡，最后固化成制品。
其具体工艺流程图如下：玻璃纤维无捻粗纱喷射成型对所用原材料有一定要求，例如树脂体系的粘度应适中，容易喷射雾化、脱除气泡和浸润纤维以及不带静电等。
最常用的树脂是在室温或稍高温度下即可固化的不饱和聚酯等。喷射法使用的模具与手糊法类似，而生产效率可提高数倍，劳动强度降低，能够制作大尺寸制品。用喷射成型方法虽然可以制成复杂形状的制品，但其厚度和纤维含量都较难精确控制，树脂含量一般在60%以上，孔隙率较高，制品强度较低，施工现场污染和浪费较大。利用喷射法可以制作大蓬车车身、船体、广告模型、舞台道具、贮藏箱、建筑构件、机器外罩、容器、安全帽等。5.连续缠绕成型工艺缠绕工艺流程图利用连续纤维缠绕技术制作复合材料制品时