熱壓罐成型工藝

1、熱壓罐成型工藝主講人：陳孝銀熱壓罐及其功能熱壓罐主體及子系統(tǒng)熱壓罐成型的產品熱壓罐固化的特點熱壓罐成型工藝控制熱壓罐成型模具熱壓罐成型注意事項主要內容熱壓罐及其功能特點：熱壓罐是固化樹脂基復合材料制品的裝置，具有加熱、保溫、冷卻、加壓、抽真空5項功能，所固化的制品孔隙率低、品質一致性好，適合于板殼類制品固化。通用型熱壓罐主要技術參數：真空度：00.1MPa正壓力：05MPa加熱溫度：室溫400熱壓罐外觀熱壓罐內部熱壓罐系統(tǒng)要為復合材料的聚合反應創(chuàng)造一個理想的溫度和壓力環(huán)境，它是由熱壓罐主體和一系列的子系統(tǒng)組成的，主要包含以下幾個部分：1、熱壓罐主體； 2、加壓系統(tǒng)；3、真空系統(tǒng)；4、加熱系統(tǒng)；

2、5、冷卻系統(tǒng)；6、進料系統(tǒng)；7、控制系統(tǒng)；8、鼓風系統(tǒng)；9、儀表閥門熱壓罐主體熱壓罐主體熱分布氣流矢量分布按固化產品的尺寸、溫度、壓力設計，強度滿足高溫高壓要求，罐體外壁溫度60。熱壓罐子系統(tǒng)加熱系統(tǒng)3 1冷卻系統(tǒng)3 2加壓系統(tǒng)3 3鼓風系統(tǒng)3 4控制系統(tǒng)3 6真空系統(tǒng)3 5儀表閥門3 8進料系統(tǒng)3 7加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng):罐內氣體溫差5，升溫速度18，要求可調。加熱器、熱電偶、熱控元器件冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)示意圖冷卻系統(tǒng)示意圖水箱和泵站水箱和泵站循環(huán)水冷卻，降溫速度0.56/min，可調。 螺桿式壓縮機、一級儲罐、控制閥、增壓器、二級儲罐、冷凍式干燥機、管路過濾器和壓力表。加壓系統(tǒng)：充氣加壓，截止為

3、空氣或惰性氣體，最大壓力工藝確定，壓力可調；有安全防爆、放氣設置鼓風系統(tǒng)風機系統(tǒng)結構圖機械密封結構圖電動機、風扇、導風板、冷卻與潤滑機構鼓風系統(tǒng)：罐內風速13m/s，噪聲60dB真空系統(tǒng)真空泵、真空罐、真空表、真空管路真空系統(tǒng)：罐內真空管路及接頭滿足抽真空工藝要求，通常有多路連接，真空度可調。 控制柜，溫度、壓力、真空、冷卻的顯示與控制裝置，計算機及控制程序軟件，安全報警.控制系統(tǒng)：計算機顯控的自動控制，可人工控制；溫度、壓力、真空有指示儀表和記錄儀，工件溫度和罐內氣體溫度可獨立控制，溫度、壓力設安全控制，開門關門設安全檢查與自鎖機構。進料系統(tǒng)雙小車進料雙小車進料橋架式進料系統(tǒng)橋架式進料系統(tǒng)小

4、車、連接橋、地面軌道儀表閥門機械式儀表機械式儀表電子傳感器電子傳感器機械電子式儀表機械電子式儀表適合熱壓罐固化的產品序號序號適用制品形式適用制品形式說說 明明1結構形式層壓結構復合材料板、梁、肋、框、蒙皮、壁板、共固化件等夾芯結構蜂窩夾芯、泡沫夾芯、符合夾心等結構膠接結構金屬與金屬、金屬與復材、復材與復材等縫紉結構縫紉/RFI成型的加肋壁板等回轉結構筒體、管體、盒狀結構等板塊桿結構板、塊、桿等簡單結構2尺寸范圍大型構件熱壓罐內腔可置放，并不妨礙空氣流通的構件，單件固化小型構件形狀不復雜的小尺寸件，一罐多件3局限性特復雜構件不適合制作真空袋構件，不適合均勻加壓和加熱構件特高壓力、高溫構件成型壓力

5、、固化溫度超過熱壓罐工作參數的構件。板狀構件固化軸類構件固化軸類構件固化熱壓罐成型用材料序號增強纖維增強形式主體樹脂制造方法說明1碳纖維單向纖維環(huán)氧、BMI氰酸酯等熱熔法（干法）溶劑法（濕法）目前主流，力學性能優(yōu)，多用于承力構件多向織物環(huán)氧溶劑法特殊用途，航天航空多，工藝成本高布環(huán)氧酚醛溶劑法較多，多用于次承力構件2玻璃纖維單向纖維環(huán)氧熱熔法溶劑法較多，次承力構件、透波結構等，成本低布環(huán)氧酚醛溶劑法較多，次承力構件、透波結構、裝飾結構等，成本低3芳綸纖維單向纖維環(huán)氧熱熔法溶劑法應用少，用于吸能抗沖擊結構，后加工困難布環(huán)氧溶劑法4其它纖維單向纖維環(huán)氧、氰酸酯等溶劑法航天、電器等特殊用途熱壓罐固化

6、的特點序號序號特點特點說明說明1優(yōu)點壓力均勻使用氣體加壓，壓力通過真空袋作用到制品表面，各點法向壓力相等，使制件各處在相同壓力下固化成型。2溫度均勻，可調控罐內為循環(huán)熱氣流給工件加熱，各處溫度溫差小。同時配置冷卻系統(tǒng)，使溫度可嚴格控制在工藝設置范圍內。3適用范圍廣模具較簡單，效率高；既適合于大面積復雜型面的板、殼，也適合于簡單形狀的板、棒、管、塊，還可用于膠接裝配；小型件可一次多件同時固化。4成型工藝穩(wěn)定、可靠壓力、溫度均勻，可調可控，使成型或交接制品質量一致、可靠；孔隙率低、樹脂含量可控并均勻；加壓時可抽真空，使低分子物易于排出。5缺點投資大、成本高熱壓罐接軌復雜、造價高，投資大；每次使用時

7、不僅消耗水、電、氣等能源，還需要真空袋膜、密封膠條、吸膠氈、隔離布等輔助材料，使生產成本較大幅度增加。熱壓罐成型工藝流程預浸料下料無損檢測檢驗入庫加工處理毛坯修整固 化脫 模預吸膠鋪疊毛坯熱壓罐成型工藝流程制真空袋制真空袋降降 溫溫降壓停機降壓停機鋪疊毛坯件鋪疊毛坯件保溫保壓保溫保壓加加 壓壓開升溫程序開升溫程序工件入罐工件入罐真空檢漏真空檢漏工件出罐工件出罐熱壓罐固化流程熱壓罐固化流程熱壓罐成型工藝控制溫度曲線壓力曲線真空度曲線tT熱壓罐固化的溫度壓力控制曲線常用吸膠材料的吸膠量序號名稱面密度(g/m2)單位面積吸樹脂量Dxj(g/m2)1無紡布1002002502玻璃布100100左右3濾

8、紙100100左右4玻璃氈100150左右5剝離布10080100熱壓罐成型的模具-模具用材料特點及要求應具有導熱快、比熱容低、剛度高、質量輕、熱膨脹系數小、耐熱、熱穩(wěn)定性好、使用壽命長、制造成本低、使用和維護簡便、便于運輸等特點。材料鋁：輕、導熱性好，但熱脹系數高、表面硬度低，適合精度、協(xié)調關系不高的產品。鋼：加工精度高、剛強度高、硬度高、使用壽命長，適合大多數產品。缺點是質量大，熱容量高。鑄鋼或鑄鐵：可代替鋼降低成本，但各點溫差大、表面容易產生砂眼。橡膠：隨形好、易于配合，適合于制造共固化模。缺點是尺寸穩(wěn)定性差。玻纖復合材料：質量輕、成本低，適合于簡單型面制品。缺點是材料的模量低。碳纖復合

9、材料：輕、模量高、剛性好、與碳纖維復材構件的熱脹系數一致，能夠賦予制品高精度。缺點是成本高。木材：質輕價廉，適合制造一次性使用的模具。熱壓罐成型的模具-設計與使用要求序號名稱設計要求使用要求1強度剛度按工藝使用要求設計模具的強度、剛度，除真空和正壓力外，還應考慮翹曲熱變形等。防止超負荷使用2成型面表面光潔度、硬度滿足成型、脫模要求，標記定位、裝配刻線保護表面狀態(tài)和刻線標記3配合與定位組合模具應設計裝配定位機構，并應保證組裝精度滿足制品精度要求按設計要求裝配、拆卸模具4溫度場模具設計應滿足熱壓罐溫度場要求，使熱氣流暢通，耐溫性足夠，熱容量小模具放置不得阻礙熱氣流循環(huán)5脫模模具設計時應考慮制品能夠

10、順利脫模，必要時設計輔助脫模機構按設計要求脫模6隨爐件安排在需要時，應在模具設計時同時考慮隨爐試件的成型注意隨爐試件的代表性7容差分配模具設計中應根據產品的公差要求和成型收縮率、模具材料熱膨脹系數進行容差分配/8維護保養(yǎng)除功能設計外，應考慮模具維護保養(yǎng)操作性按規(guī)定維護保養(yǎng)熱壓罐成型注意事項序號事項名稱內容與要求1鋪層結構形式和鋪層設計應考慮可鋪疊性。變厚凹陷區(qū)可用加肋骨形式。對不可展鋪層，局部采用開口或拼接。2表面要求非加工表面和非貼模面的表面粗糙度應放寬，碳纖維結構的表面應設計一層玻璃布。3共固化肋骨肋骨盡量設計等厚度，不宜布置過多插件。4厚度偏差厚度偏差一般控制在8%，重要區(qū)域5%，過高要

11、求時應允許后加工。5變厚度區(qū)的過渡厚度變化已采用漸變或逐級臺階過渡。6拐角拐角處避免尖角，圓弧過渡的內圓半徑應大于壁厚，即Rt。7脫模斜度對封閉結構、小閉角結構，在裝配、使用功能允許條件下，盡量設計較大的脫模斜度。熱壓罐成型注意事項序號事項名稱內容與要求8可檢測性對整體成型結構、大型結構、組裝結構，在結構設計時就應考慮無損探傷、精度檢測可行性。盡量防止檢測盲區(qū)。如果必須存在某種檢測盲區(qū)，應與檢測人員協(xié)商解決方案。9裝配對于因厚度偏差引起的裝配偏差，應允許用復材補償。10共固化布局共固化結構固化成型時，應留出足夠的脫?？臻g。11蜂窩夾芯結構邊緣加強加強層應均勻布置在面板鋪層之間。如果形成臺階，應安排在非貼膜面。12薄弱環(huán)節(jié)的界面加強可能產生分層區(qū)域的鋪層時刻增加膠粘劑。13真空袋漏氣處理熱壓罐固化中漏氣常在加壓后，應根據實際情況判斷處理。輕微漏氣（壓力能穩(wěn)定，真空度不低于0.08MPa）允許繼續(xù)固化，嚴重時應停機。打壓過程中漏氣允許停機修補真空袋。14防止罐內燃燒罐內燃燒源于摩擦生熱。溫度高于150或壓力大于1MPa應采用惰性氣體加壓。輕微漏氣可采用通大氣