復合材料預浸料極其加工設(shè)備

1、復合材料預浸料極其加工設(shè)備復合材料預浸料極其加工設(shè)備概覽搓管工藝預浸料預浸料真空袋真空袋熱壓罐熱壓罐壓力袋壓模工藝1、預浸料制造設(shè)備與工藝2、真空袋工藝與設(shè)備3、熱壓罐工藝與設(shè)備1、預浸料1.1 預浸料定義 用樹脂基體在嚴格控制的條件下浸漬連續(xù)、短切纖維或織物，制成樹脂基體與增強體的組合物； 制造復合材料的中間材料。 是進行鋪層設(shè)計的基礎(chǔ)， 是直接用來制造各種復合材料構(gòu)件的原料。預浸預浸料料真空真空袋袋熱壓熱壓罐罐壓力袋壓模工藝1、預浸料概述1.2 商用預浸料性能要求v具有較長的適用期（室溫1個月，18 6個月）；v可準確控制增強材料的含量和排列方向；v成型時應有適當?shù)恼承院弯佋O(shè)性；v揮發(fā)分含

2、量盡可能?。ㄒ话?%，主承力構(gòu)件預浸料0.8%）單向預浸帶窄預浸帶碳纖維織物預浸料玻璃纖維織物預浸料1.3 預浸料制備工藝及設(shè)備1.3.11.3.1熱固性樹脂基體預浸料制備技熱固性樹脂基體預浸料制備技術(shù)術(shù)SMCSMC連續(xù)長纖維連續(xù)長纖維溶液浸漬法溶液浸漬法熱熔法熱熔法1.3.21.3.2熱塑性熱塑性樹脂基體預浸料制備技樹脂基體預浸料制備技術(shù)術(shù)1.3.1.1 溶液浸漬法（濕法）設(shè)備：臥式或立式浸膠機過程收卷 熱處理爐(除去水分或石蠟浸潤劑)浸膠槽(浸膠) 纖維(紗或織物) 烘干爐(除去溶劑、揮發(fā)分) (樹脂預固化)存貯1. 輥筒纏繞法玻璃纖維無緯布碳纖維無緯布2、陣列式連續(xù)排鋪法北京航空材料研究

3、院自行研制北京航空材料研究院自行研制4848英寸熱熔預浸機英寸熱熔預浸機 北京航空材料研究院窄帶預浸機北京航空材料研究院窄帶預浸機1.3.1.2 熔融法優(yōu)點：生產(chǎn)現(xiàn)場和環(huán)境無污染；節(jié)約溶劑；預浸料揮發(fā)分含量低缺點：不適合浸漬厚纖維或織物，高粘度樹脂難于浸漬。1、直接熱熔法2、膠膜法1.3.2 增強熱塑性塑料片材制造1.3.2.1 熔融浸漬工藝層合切割玻璃氈樹脂薄膜片材冷卻預熱熱壓浸漬熱固結(jié)混合懸浮助劑樹脂粉末熱壓玻纖懸浮液流漿箱成形網(wǎng)脫水干燥粘接片材卷材樹脂、玻纖均勻分散1.3.2.2懸浮沉積工藝1.3.2.3 硫化床法短切樹脂粉末玻纖輸送網(wǎng)帶熱壓冷卻 電加熱遠紅外加熱片材1.3.2.4 靜電

4、吸附法短切玻纖 350mm層合塑料薄膜 0.011mm熱壓冷卻片材帶靜電1. 玻纖2. 靜電摩擦輥3. 靜電發(fā)生器4. 中長玻纖2預浸料加工工藝和設(shè)備預浸料真空袋熱壓罐搓管工藝壓力袋壓模工藝浸漬-賦形-固化2.1.1 過程2.1真空袋成型制品毛坯真空袋密封抽真空固化制品2.1.2 特征1）工藝簡單，不需要專用設(shè)備；2）壓力較小，最大為0.1MPa，只適用厚度1.5mm以下復合材料制品2.1.3真空袋成型設(shè)備和工具浸漬-賦形-固化預浸料預浸料1、模具、模具2、壓力、壓力(真空系統(tǒng)真空系統(tǒng))3、溫度（控制系統(tǒng)）、溫度（控制系統(tǒng)） 真空系統(tǒng)：真空系統(tǒng)：真空袋真空袋真空泵、管路真空泵、管路密封材料密封

5、材料 4 4、脫模材料、脫模材料真空袋裝2.2壓力袋成型壓力為0.250.5MPa2.2壓力袋成型設(shè)備和工具浸漬-賦形-固化預浸料預浸料1、模具、模具2、壓力、壓力(壓力系統(tǒng)壓力系統(tǒng))3、溫度（控制系統(tǒng)）、溫度（控制系統(tǒng)） 壓力系統(tǒng)：壓力系統(tǒng)：加壓設(shè)備、管路加壓設(shè)備、管路密封材料密封材料 4 4、脫模材料、脫模材料方案設(shè)計方案設(shè)計樹脂基體采用耐低溫、低粘度環(huán)氧樹脂；樹脂基體采用耐低溫、低粘度環(huán)氧樹脂； 為了滿足動載疲勞性、提高層間剪切采用為了滿足動載疲勞性、提高層間剪切采用正交三維；正交三維；真空浸漬、內(nèi)氣囊加壓工藝。真空浸漬、內(nèi)氣囊加壓工藝。內(nèi)補強法蘭內(nèi)補強法蘭內(nèi)加壓內(nèi)加壓真空浸漬真空浸漬

6、+ + 氣囊加壓氣囊加壓2.3真空袋-熱壓罐成型熱壓罐2.3.1熱壓罐成型復合材料制品的優(yōu)點v制品表面與內(nèi)部質(zhì)量最佳（浸漬最佳）；v大尺寸型面復雜的復合材料構(gòu)件（受限于熱壓罐型腔尺寸）（成型最佳）；v預浸料鋪層，制品質(zhì)量易控（固化最佳，工藝可控性好）。 “熱壓罐成型是一種廣泛用于成型先進復合材料結(jié)構(gòu)的工藝方法。當前要求高承載的絕大多數(shù)復合材料結(jié)構(gòu)依然采用熱壓罐成型” 摘自聚合物復合材料及工藝220頁王汝敏等 科學出版社2.3.2 工藝過程 預浸料下料、 鋪疊封裝抽真空加熱加壓固化加壓作用：壓實預浸料，制備結(jié)構(gòu)均勻、致密復合材料加壓時機：粘流態(tài)與高彈態(tài)區(qū)間加壓太早：樹脂流失過多加壓太遲：樹脂已進

7、入高彈態(tài)，樹脂結(jié)構(gòu)不致密2.3.3. 加熱、加壓工藝順序加熱預浸料熔融粘流態(tài)高彈態(tài)固化玻璃態(tài)固化溫度、時間：取決于樹脂體系和制件厚度；升溫速率固化壓力：排除過剩樹脂，使制件密實；加壓時機真空度：排除夾雜空氣和揮發(fā)物時間溫度壓力真空度2.3.4壓力罐成型設(shè)備和工具浸漬-賦形-固化預浸料高壓高溫流膠1、模具、模具2、真空系統(tǒng)、真空系統(tǒng)3、溫度（熱壓罐系統(tǒng)） 真空系統(tǒng)：真空系統(tǒng)：真空袋真空袋真空泵、管路真空泵、管路密封材料密封材料3 3、熱壓罐系統(tǒng)、熱壓罐系統(tǒng) 4 4、脫模材料、脫模材料2.3.5 熱壓罐系統(tǒng) 壓力真空加熱2.3.5熱壓罐系統(tǒng)三大部分1 1、機械部分包括：、機械部分包括：密封腔體（由

8、罐體、罐門機構(gòu)、密封電機和隔熱層等形成一個耐高壓、高溫的容器腔體）底板與小車 ； 罐體：為圓筒形壓力容器，封頭采用壓制成型，筒身采用鋼板卷筒焊制。筒身由內(nèi)外筒組成，加熱與冷卻裝置安裝在內(nèi)外筒之間。罐體內(nèi)裝有風機，使空氣通過內(nèi)外筒涵道強制循環(huán)流動。內(nèi)筒焊有底板，上置軌道和小車，制品可由小車進出罐體。2 2、功能及控制部分包括、功能及控制部分包括： 1壓力系統(tǒng)（由壓縮機、儲氣罐、壓力調(diào)節(jié)閥、管路、變 送器和壓力表等組成壓力傳送與調(diào)控系統(tǒng)）； 2加熱、冷卻系統(tǒng)（電熱管均布在罐體尾部，加熱功率滿足腔體的最高溫度要求及升溫速率的要求）； 3均風系統(tǒng)（由攪拌風機、導風筒和導流罩組成，加速熱流傳導，形成均勻溫度場）； 4真空系統(tǒng)(由真空泵、管路、真空表和真空閥