預(yù)浸料成型工藝

1、 預(yù)浸料成型工藝在復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用預(yù)浸料簡介預(yù)浸料是樹脂基體在嚴(yán)格控制條件下浸漬連續(xù)纖維或者纖維織物，制備成樹脂基體與增強體的一種組合物，是制造復(fù)合材料的中間材料。預(yù)浸料按物理狀態(tài)，化學(xué)性能有很多種分類方法：按物理狀態(tài)分類，預(yù)浸料分成單向預(yù)浸料、單向織物預(yù)浸料、織物預(yù)浸料；按樹脂基體不同，預(yù)浸料分成熱固性樹脂預(yù)浸料和熱塑性樹脂預(yù)浸料；按增強材料不同，分成碳纖維(織物)預(yù)浸料、玻璃纖維(織物)預(yù)浸料、芳綸(織物)預(yù)浸料；根據(jù)纖維長度不同，分成短纖維預(yù)浸料、預(yù)浸料和連續(xù)纖維預(yù)浸料；按固化溫度不同，分成中溫固化(120)預(yù)浸料、高溫固化(180)預(yù)浸料以及固化溫度超過200的預(yù)浸料等。我司事業(yè)部

2、在預(yù)浸料方面應(yīng)用也很廣泛，根據(jù)不同的產(chǎn)品以及性能應(yīng)用不同種類的材料，常用的預(yù)浸料有單向碳纖預(yù)浸料，玻纖織物預(yù)浸料，碳纖織物預(yù)浸料，酚醛玻纖織物預(yù)浸料等等。預(yù)浸料制備預(yù)浸料的制備方法有干法和濕法兩種。干法有粉末法和熱溶法之分。粉末預(yù)浸料是指樹脂粉末附著于纖維，經(jīng)過部分融化，形成樹脂不連續(xù)，纖維未被樹脂充分浸透的一種復(fù)合物。熱溶法預(yù)浸料將樹脂體系加熱熔融成為流動狀態(tài),用其浸漬纖維或織物而制備的預(yù)浸料。 圖1 干法制備預(yù)浸料示意圖濕法預(yù)浸料是通過樹脂溶液浸漬纖維束或者織物制備的預(yù)浸料。比較由干法預(yù)浸料和濕法預(yù)浸料制成的復(fù)合材料，一般前者外觀更好，材料內(nèi)樹脂含量的控制精度更高。就目前航空用先進(jìn)復(fù)合材料

3、而言，常表現(xiàn)出熱溶法復(fù)合材料的濕熱穩(wěn)定性優(yōu)于溶液法復(fù)合材料：同在沸水中煮48h,前者的力學(xué)性能（如彎曲模量與強度、層間剪切強度等）保持率，特別是高溫力學(xué)性能的保持率，明顯高于后者。 圖2 濕法制備預(yù)浸料示意圖預(yù)浸料的成型工藝預(yù)浸料可用不同的成型方法，根據(jù)不同應(yīng)用選擇較為合適的成型方案。目前我們先進(jìn)復(fù)合材料事業(yè)部使用預(yù)浸料成型工藝主要有真空袋壓工藝、熱壓罐工藝、纏繞成型工藝、模壓工藝。其中真空袋工藝主要應(yīng)用在車輛，船舶，高鐵等內(nèi)飾件，熱壓罐工藝主要應(yīng)用在航天、軍工等高質(zhì)量復(fù)合材料，模壓工藝主要應(yīng)用在平板，管件等高質(zhì)量，高精度的軍工產(chǎn)品。1、 真空袋工藝 真空袋成型工藝就是將產(chǎn)品密封在模具和真空袋

4、之間，通過抽真空對產(chǎn)品進(jìn)行加壓，加熱，使產(chǎn)品更加密實、力學(xué)性能更好的成型工藝。目前應(yīng)用的預(yù)浸料主要有環(huán)氧玻纖（碳纖）預(yù)浸料、酚醛玻纖預(yù)浸料、改性樹脂預(yù)浸料、短纖維預(yù)混料優(yōu)點：均勻加壓，產(chǎn)品性能均勻有效控制產(chǎn)品厚度和含膠量減少產(chǎn)品中的氣泡可以成型復(fù)雜、大型制件減少揮發(fā)對人員的損傷缺點：壓力小，產(chǎn)品密實度差只能一面光滑，且光滑面沙眼較多力學(xué)性能相對較差對勞動者操作技能要求高下為真空袋工藝流程圖： 清理模具 原材料采購剪裁產(chǎn)品積層 鋪脫模布 鋪隔離膜鋪通氣氈粘貼密封膠條 封真空袋膜安裝真空閥、真空管檢驗出廠產(chǎn)品精修產(chǎn)品脫模升溫固化抽真空出廠檢驗檢驗真空度2、 熱壓罐成型工藝熱壓罐成型工藝與真空袋工藝

5、相似，但由于熱壓罐內(nèi)壓力以及空氣溫度均勻，可生產(chǎn)高精度，高質(zhì)量的產(chǎn)品。優(yōu)點：適用范圍廣泛，可成型各種復(fù)雜構(gòu)建 罐內(nèi)壓力均勻，產(chǎn)品密實度高，力學(xué)性能較好 熱壓罐成型壓力和溫度均勻，孔隙率低，樹脂含量均勻缺點：熱壓罐成本較高，輔料的耗費較大 產(chǎn)品大小要基于熱壓罐的容積，一般不能制作大型產(chǎn)品 圖3 世界上最大的熱壓罐 圖4 熱壓罐內(nèi)部運行系統(tǒng)熱壓罐工藝流程圖 清理模具剪裁預(yù)浸料裝模積層封真空袋連接真空系統(tǒng)升溫加壓保壓固化降至室溫脫模成品出廠檢驗后處理打磨毛刺及加工3、 模壓工藝 模壓成型（又稱壓制成型或壓縮成型）是先將一定量的纖維預(yù)浸料放入金屬對模中，在一定溫度和壓力作用下，固化成型制品的方法。 其

6、基本原理是：熱固性樹脂在模壓成型加工中所表現(xiàn)的流變行為，要比熱塑性塑料復(fù)雜得多，在整個模壓過程中始終伴隨著化學(xué)反應(yīng)，加熱初期物料呈現(xiàn)低分子粘流態(tài)，流動性尚好，隨著官能團的相互反應(yīng)，部分發(fā)生交聯(lián)，物料流動性逐步變小，并產(chǎn)生一定程度的彈性，使物料呈膠凝態(tài)，再繼續(xù)加熱使分子交聯(lián)反應(yīng)更趨完善，交聯(lián)度增大，物料由膠凝態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，樹脂體內(nèi)呈體型結(jié)構(gòu)，成型即告結(jié)束。模壓成型工藝的優(yōu)點：1、 所得制品的內(nèi)應(yīng)力小，不易變形，穩(wěn)定性較好；2、 產(chǎn)品尺寸精度高，重復(fù)性好；3、 表面光潔，無需二次修飾；4、 能一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品；5、 模腔的磨損很小，模具的維護(hù)費用較低；模壓工藝的缺點：1、 前期投入成本較高，（金屬模具、熱壓機、烘箱）2、 模具的升溫及降溫時間較長3、對勞動者操作技能要求高 模壓工藝的應(yīng)用非常廣泛：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)星上也都得到了應(yīng)用。 在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，預(yù)浸料工藝在復(fù)合材