整理復合材料的預浸料模壓成型工藝

1、復合材料的預浸料模壓成型工藝預浸料模壓成型工藝基本過程是：將一定量經一定預處理的模壓料放入預熱的模 具內，施加較高的壓力使模壓料填充模腔。在一定的壓力和溫度下使模壓料逐漸固 化，然后將制品從模具內取出，再進行必要的輔助加工即得產品。1.壓制前的準備(1)裝料量的計算在模壓成型工藝中，對于不同尺寸的模壓制品要進行裝料量的估算，以保 證制品幾何尺寸的精確，防止物料不足造成廢品，或者物料損失過多而浪費材料。 常用的估算方法有形狀、尺寸簡單估算法，將復雜形狀的制品簡化成一系列簡單 的標準形狀，進行裝料量的估算：密度比較法，對比模壓制品及相應制品的密度, 已知相應制品的重量，即可估算出模壓制品的裝料量：

2、注型比較法，在模壓制品 模具中，用樹脂、石蠟等注型材料注成產品，再按注型材料的密度、重量及制品的 密度求出制品的裝料量。(2)脫模劑的涂刷在模壓成型工藝中，除使用內脫模劑外，還在模具型腔表面上涂刷外脫模 劑，常用的有油酸、石蠟、硬脂酸、硬脂酸鋅、有機硅油、硅脂和硅橡膠等。所涂 刷的脫模劑在滿足脫模要求的前提下，用量盡量少些，涂刷要均勻。一般情況下， 酚醛型模壓料多用有機油、油酸、硬脂酸等脫模劑，環(huán)氧或環(huán)氧酚醛型模壓料多用 硅脂和有機硅油脫模劑，聚酯型模壓料多用硬脂酸鋅、硅脂等脫模劑。(3)預壓將松散的粉狀或纖維狀的模壓料預先用冷壓法壓成重量一定、形狀規(guī)整的 密實體。采用預壓作業(yè)可提高生產效率、

3、改善勞動條件，有利于產品質量的提高。(4)預熱在壓制前將模壓料加熱，去除水分和其它揮發(fā)份，可以提高固化速率，縮 短壓制周期；增進制品固化的均勻性，提高制品的物理機械性能，提高模壓料的流 動性。(5)表壓值的計算在模壓工藝中，首先要根據制品所要求的成型壓力，計算出壓機的表壓值。 成型壓力是指制品水平投影面上單位面積所承受的壓力。它和表壓值之間存在的函 數關系：T 二 S x/ x / (式 3. 九其中；f 成型壓力.即表壓，MPa；/制品要求的單位壓力，MPa；f 壓機額定表壓，MPa；J 2S 制品水平投影面積T CIT?;T壓機噸位，1復合材料的預浸料模壓成型工藝在模壓成型工藝中，成型壓力

4、的大小決定于模壓料的品種和制品結構的復 雜程度，成型壓力是選擇壓機噸位的依據。2、壓制工藝(1)裝料和裝模往模具中加入制品所需用的模壓料過程稱為裝料，裝料量按估算結果，經 試壓后確定。裝模應遵循下列原則：物料流動路程最短：物料鋪 設應均勻；對于 狹小流道和死角，應預先進行料的鋪設。(2)模壓溫度制度模壓溫度制度主要包括裝模溫度、 升溫速率、成型溫度和保溫時間的選擇。裝模溫度裝模溫度是指將物料放入模腔時模具的溫度，它主要取決于物料的品種和 模壓料的質量指標。一般地，模壓料揮發(fā)份含量高，不溶性樹脂含量低時，裝模溫 度較低。反之，要適當提高裝模溫度。制品結構復雜及大型制品裝模溫度一般宜在 室溫-90

5、 C范圍內。升溫速率指由裝模溫度到最高壓制溫度地升溫速率。對快速模壓工藝，裝模溫度即 為壓制溫度，不存在升溫速率問題。而慢速模壓工藝，應依據模壓料樹脂的類型、 制品的厚度選擇適當的升溫速率。成型溫度樹脂在固化過程中會放出或吸收一定的熱量，根據放熱量可判斷樹脂縮聚 反應的程度，從而為確定成型溫度提供依據。一般情況下，先確定一個比較大的溫 度范圍，再通過工藝-性能試驗選擇合理的成型溫度。 成型溫度與模壓料的品種有很 大關系。成型溫度過高，樹脂反應速度過快，物料流動性降低過快，常出現早期局 部固化，無法充滿模腔。溫度過低，制品保溫時間不足，則會出現固化不完全等缺 陷。保溫時間指在成型壓力和成型溫度下

6、保溫的時間，其作用是使制品固化完全和消除 內應力.保溫時間的長短取決于模壓料的品種、 成型溫度的高低和制品的結構尺寸和 性能。降溫在慢速成型中，保溫結束后要在一定壓力下逐漸降溫，模具溫度降至 60 C 以下時，方可進行脫模操作。降溫方式有自然冷卻和強制降溫兩種。快速壓制工藝 可不采用降溫操作，待保溫結束后即可在成型溫度下脫模，取出制品。(3)壓力制度壓力制度包括成型壓力、合模速度、加壓時機、放氣等。成型壓力成型壓力是指制品水平投影面積上所承受的壓力。它的作用是克服物料中 揮發(fā)物產生的蒸汽壓，避免制品產生氣泡、分層、結構松散等缺陷，同時也可增加 物料的流動性，便于物料充滿模具型腔的各個角落，使制

7、品結構密實，機械強度提 局。成型壓力的選擇取決于兩個方面的因素：a模壓料的種類及質量指標。如酚醛模壓料的成型壓力一般為 30-50MPa,環(huán)氧酚醛模壓料的成型壓力為 5- 30MPa, 聚酯型模壓料的成型壓力為 7-lOMPa。b制品結構形狀尺寸。對于結構復雜，壁厚 較厚的制品，其成型壓力要適當增加。外觀性能及平滑度要求高的制品一般也選擇 較高的成型壓力。合模速度裝模后，上下模閉合的過程稱為合模。上模下行要快，但在與模壓料將接 觸時，其速度要放慢。下行快，有利于操作和提高效率；合模要慢，有利于模內氣 體的充分排除，減少氣泡、砂眼等缺陷的產生。加壓時機合模后，進行加壓操作。加壓時機的選擇對制品的

8、質量有很大的影響。加 壓過早，樹脂反應程度低，分子質量小，粘度低，樹脂在壓力下易流失，在制品中 產生樹脂集聚或局部纖維裸露。加壓過遲，樹脂反應程度高，粘度大，物料流動性 差，難以充滿模腔，形成廢品。通常，快速成型不存在加壓時機的選擇。卸壓排氣將物料中殘余的揮發(fā)物、固化反應放出的低分子化合物及帶入物料的空氣 排除過程稱為排氣。其目的是為了保證制品的密實性，避免制品產生氣泡、分層現 象。（4）制品后處理制品后處理是指將已脫模的制品在較高溫度下進一步加熱固化一段時間， 其目的是保證樹脂的完全固化，提高制品尺寸穩(wěn)定性和電性能，消除制品中的內應 力，減少制品變形。有時也可根據實際情況，采用冷模方法，矯正

9、產品變形，防止 翹曲和收縮。在模壓制品定型出模后，為滿足制品設計要求還應建立毛邊打磨和輔助加 工工序。毛邊打磨是去除制品成型時在邊緣部位的毛刺飛邊，打磨時一定要注意方 法和方向，否則，很有可能把與毛邊相連的局部打磨掉。對于一些結構復雜的產品，往往還需進行機械加工來滿足設計要求。模壓 制品對機械加工是很敏感的。如加工不當，很容易產生破裂、分層。3、典型配方模壓成型工藝裝模溫度）616除解預祝羽環(huán)YWS酹欖用料608C選定何種工藝主要取決于模壓料類型，此外還應考慮生產效率及制品結構、 尺寸性能要求等。慢速成型工藝見表 3.4 o+林心后樂樺樂科（在IDOCift干5期口l&min）6575

10、如芹的即槨后而今Mg.在1第±2。下一次加全壓合想后1 20在即105F次加金壓合欖后即加金廄成型壓力29初細也LO-2Wa尹溫速庭MT1沖103OV/h1£0t莉為朋72七加150t后為 2536V/h成型湍由1C)1/5 ±5170±523fl保?4長好可25 tni n/nm3-515cle保管lh» 230匕按iSinin-50 虱口俁鼬降溫方式強制降溫強制除鹿強制降溫脫模溫度©ceo<M)脫棋蒯碘脂酸硅股硅脂10*甲岸海班3.4慢速成型工藝4、典型預浸料和性能國內預浸料絕大部分用于制造體育休閑用品，基本是各公司自產自用

11、，或從國外進口。國內已具備米用多種預浸工藝生產預浸料的能力，包括溶液法、直接熱熔法、熱熔膠膜法今工能制造單向預浸料，也能制造各種織物預浸料，研究開發(fā)樹脂體系約30個，包拈環(huán)氧、酚醛、雙馬、聚釀業(yè)股、匍酸酯等。押句不同基體、不同增強材料制成的預浸料約 50個品種,可以滿足不同使用溫度、不同功能、不同結構、不同成形方法對預浸料的要求，典型預浸料見下表3. 5 。序號預am料殖美瓶觀H不性度Vawtx千態(tài)濯1庭31，碳纖描ittt理氧法注好，的叮叮性,丁芭昨好125ito1*1317/ h Rwu jLjfKS91近件 i4氧窄帽,直接熱鏘沌則成.潦動憔好12510)733233/碳布=困性環(huán)敏可H炮.工藝性好.聒性藥125W iqq t q /成舊布武住巧就可自培，工藝仕好.慟性好1如100/53334/ 戊布效性坤立工比性好.抗超熱性鈾受燈12b100763234/K口效性茸乳L出性好,拉泥熱住戰(zhàn)顯好125100午 1£333/碳每改拄環(huán)缸T芝性籽1乃mr£323tM踞纖箍由性壞也優(yōu)齊的團性,送F*E光