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基础知识复合材料成型工艺Closed

发布时间:2022/7/14 15:13:23   
在封闭成型中,原材料(纤维和树脂)在双面模具内或真空袋内(与空气隔绝)固化。封闭成型工艺通常是自动化的并且需要特殊设备,因此它们主要用于规模化生产。袋压成型该制造工艺旨在提高层压板的机械性能。通过真空以排出滞留的空气和多余的树脂,从而压实层压板。在夹层结构之间提供更好的粘附性。真空袋压可用于湿法手糊和预浸料。在湿法袋压中,使用手糊法使增强材料浸润,然后将真空袋安装在模具上并用于压实层压板并去除气孔。在使用预浸料成型的情况下,将预浸材料铺在模具上,安装真空袋并加热模具或将模具置于同时施加热量和外部压力的热压罐中。预浸料-真空袋-热压罐法最常用于制造先进的复合材料飞机和军用产品。用传统手糊技术制造的结构通常树脂含量高,真空袋装可以消除这个问题。此外,可以完全浸润纤维。使用真空袋也可以改善夹芯材料的结合。工艺过程:在最简单的真空袋装形式中,将柔性薄膜(PVA、尼龙、聚酯薄膜或聚乙烯)放在湿铺层上,密封边缘并抽真空。透气毡放置在最上,真空袋密封整个组件。从袋子内抽真空使用大气压来消除空隙并从层压板中挤出多余的树脂。压力的增加进一步导致高纤维含量,并在夹层结构层之间提供更好的附着力。真空灌注成型真空灌注(VIP)是一种利用真空压力将树脂压入层压板的技术。真空灌注通常用于制造非常大的结构。真空灌注可生产坚固、轻质的层压板,并显着减少排放(与开模工艺和湿法真空袋装工艺相比)。该工艺使用与开放式成型相同的低成本工具,并且需要最少的设备。真空灌注可以生产出具有均匀的层压板,生产出高强度、轻质的结构。该工艺使用与开放式成型相同的低成本工具,并且需要最少的设备。与开模或湿法真空袋装相比,真空灌注可显着减少排放。该方法被定义为模腔中的压力低于大气压。在模具中手工铺放增强材料和芯材,当树脂被压入模具时,层压板已经被压实;因此,没有多余的树脂空间。真空灌注可实现较高的纤维体积含量,并且层压板的机械性能非常出色。真空灌注适用于成型非常大的结构,被认为是一种小批量成型工艺。

工艺过程:

模具可以以传统方式涂胶。胶衣固化后,将干燥的增强材料放置在模具中。铺放有孔隔离膜、导流网和树脂管,然后将真空袋密封在模具周边,以便将树脂分布在层压板上。真空袋和树脂容器之间连接管子,施加真空将树脂抽入模具中。

树脂传递模塑成型

树脂传递模塑(RTM),有时也称为液体模塑,是一种闭合成型方法,其中将增强材料装入闭合模具中,然后在压力下将树脂注入。该工艺可生产出所有外露表面均具有光滑饰面的复杂零件。

通过在模具内铺设干的增强材料,可以使用任何材料的组合,包括3D增强材料。零件尺寸由模具型腔决定。在温控装置中可以实现快速的循环,该过程可以从简单到高度自动化。

工艺过程:

根据产品需要在表层有胶衣。增强材料(和芯材)放置在模具中,使用混合/计量注射设备将树脂在压力下注入,零件在模具中固化。预成型件是在单独的过程中形成特定形状并且可以快速定位在模具中的增强件。RTM可以在室温下进行,也可加热模具来实现快速循环而保证产品一致性。

模压成型成型

模压成型是一种高效的制造过程,其中复合材料夹在两个匹配的模具之间,在强大的压力和热量下直到零件固化。该技术用于快速固化大批量部件的制造。模压成型具有成型周期快和零件一致性高的特点。该过程可以自动化。此外,劳动力成本低,并提供设计灵活性和良好的表面光洁度。

有几种类型的模压成型,由成型材料的类型定义:片状模塑料(SMC)、块状模塑料(BMC)、厚模塑料(TMC)和湿法叠层压缩成型。模压成型装置由安装在大型液压机以及加热金属模具组成。该过程可以自动化。模压成型可实现零件设计的灵活性和特征,例如嵌件、加强筋、凸台和附件。可获得良好的表面光洁度,有助于降低零件精加工成本。随后的修整和机加工操作在压缩成型中被最小化并且劳动力成本低。

工艺过程:

模具安装在液压或机械模压机中,将称重的成型材料装入打开的模具中后模具闭合并施加压力,固化后,打开模具取出成品。根据零件的厚度、尺寸和形状,固化周期从不到一分钟到大约数十分钟不等。典型零件包括汽车部件、电器外壳和结构部件、家具、电气部件以及商用机器外壳和零件。

拉挤成型

拉挤成型用于将复合材料制成横截面一致的形状,如板或棒。将连续的纤维束通过胶槽使其浸润,然后通过加热的钢模具将复合材料固化成连续的长度。该过程连续运行,因此可以很容易地实现自动化。劳动力成本低,成品非常坚固。拉挤成型用于制造横梁、通道、管道、油管等产品。

拉挤成型生产具有极高纤维含量的型材;因此,拉挤制品具有较高的结构性能。该过程可以很容易地自动化,并且适用于简单和复杂的横截面形状。非常高的强度是可能的并且劳动力成本很低。

工艺过程:

将连续玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维粗纱、毡、布或面纱浸渍在胶槽中,然后通过强大的牵引机构拉动(因此称为拉挤成型)通过钢模。通过模具设定坯料的形状,并控制纤维/树脂的比例。加热模具以快速固化树脂而直接成型产品。

增强反应注射成型

RRIM复合材料具有许多加工优势,包括非常快的循环时间、低劳动力、低合模压力和低废品率。RRIM使用增强材料来改善树脂的性能。在混合头中反应之前,可以将研磨的纤维或薄片直接添加到树脂中。

计量通过高压泵或注射缸完成,通常在小型混合室中进行。两股树脂流在高压下从混合室的相对两侧进入高压碰撞而进混合。尽管液流在非常高的压力下混合,但结果是低粘度液体。低粘度混合树脂很容易在相对较低的压力下注入模具。然后聚合在模腔内非常迅速地发生,几乎不需要或不需要额外的热量。RRIM工艺需要特殊的树脂和增强材料。许多树脂,包括环氧树脂、聚酯、尼龙和聚氨酯,已成功开发用于RRIM加工。

RRIM工艺包括结构RIM(SRIM)。在这个过程中,短切纤维预制件或垫子被放置在模腔中。合模模具并将树脂注入模腔。反应树脂保持液态的时间足以完全填充模具并渗透增强纤维。然后树脂迅速固化。

离心铸造

在离心铸造中,增强材料和树脂沉积在旋转模具的内表面上。离心力将它们固定在适当的位置,直到材料固化。

离心铸造用于生产空心零件。它特别适用于生产大直径结构,例如石油和化学工业装置的管道和化学品储罐。离心铸造越来越多地用于生产电话、路灯和其他电线杆。离心铸造的主要限制是旋转大尺寸模具的能力和每个工具的生产率相对较低。

连续层压

连续层压用于制造用于卡车和房车侧壁、路标、天窗、建筑板和电气绝缘材料的产品的平板或波纹板和面板。这是一个高度自动化的过程,其中纤维和树脂结合在一起,夹在两个塑料载体薄膜之间,并通过传送带进行牵引。成型辊对板材进行成型,树脂固化(在烘箱或加热区)以形成复合板。面板会自动修剪到所需的宽度和长度。

通常,输出机器将增强材料和树脂结合在塑料薄膜上,然后通过该过程拉动。将第二层塑料薄膜覆盖在增强材料和树脂上,以排除空气,这通常由压实辊完成,在烤箱中完成固化。面板会自动切割到需求的宽度和长度。波纹板是通过成型模来生产的,该模在固化过程中将压实的板保持在所需的形状。特殊的表面效果是通过压花载体薄膜实现。往期文章

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