圍繞成型工藝圍繞成型工藝圍繞成型工藝圍繞成型工藝1.1纖維圍繞工藝的分類：圍繞工藝：將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維或布帶，依照必然規(guī)律圍繞到芯模上，爾后固化脫模成為復(fù)合資料制品的工藝過程。決定產(chǎn)品形狀的模具基本纖維圍繞機膠液配制紗團集束浸膠烘干絡(luò)紗膠紗紗錠濕干張力控制張力控制法法縱、環(huán)向圍繞加熱粘流纏纏芯模制造縱、環(huán)向圍繞繞繞固化脫模打模噴漆成品玻璃鋼.高壓儲氣罐/碳纖維球干法圍繞將預(yù)浸紗帶(或預(yù)浸布)，在圍繞機上經(jīng)加熱消融至粘流狀態(tài)并圍繞到芯模上的成型工藝過程。干法圍繞特點:制質(zhì)量量牢固(預(yù)浸紗由專用預(yù)浸設(shè)備制造，能較嚴格地控制紗帶的含膠量和尺寸)；圍繞速度快(100～200m/min);圍繞設(shè)備干凈，勞動衛(wèi)生條件好；預(yù)浸設(shè)備投資大。干法圍繞制質(zhì)量量較牢固，并可大大提高圍繞速度，可達到100m／min～200m／min。圍繞設(shè)備干凈．勞動衛(wèi)生條件較好。濕法圍繞將無捻粗紗(或布帶)經(jīng)浸膠后直接圍繞到芯模上的成型工藝過程。此法不用另行配置浸漬設(shè)備。對資料要求不嚴，便于選材，故比較經(jīng)濟紗片質(zhì)量及圍繞過程中張力不易控制。特點：不需要預(yù)浸漬設(shè)備，設(shè)備投資少；對資料要求不嚴，便于選材；紗片質(zhì)量不易控制和檢驗；張力不易控制；膠液中存在大批溶劑，固化時易產(chǎn)生氣泡；浸膠輥、張力輥等要經(jīng)常保護洗漱。濕法圍繞工藝流程:膠液配制浸膠張力控制縱、環(huán)芯模制造紗團集束脫模固化打磨噴漆制品浸膠環(huán)繞原資料增強資料：應(yīng)用最廣、量最大的是玻璃纖維。其他有碳纖維，Kevlar纖維等。環(huán)繞設(shè)備臥式圍繞機圍繞設(shè)備立式圍繞機臥式圍繞機立式圍繞機環(huán)繞機構(gòu)紗架浸膠槽張力控制器半干法圍繞將無捻粗紗(或布帶)浸膠后，隨即預(yù)烘干，爾后圍繞到芯模上的成型工藝方法與濕法對照，增加了烘干工序，除去了溶劑。與干法對照，無需整套的預(yù)浸設(shè)備，縮短了烘干時間，使圍繞過程可在室溫下進行。提高了制質(zhì)量量。1.2纖維圍繞制品的優(yōu)點比強度高FWRP的比強度3倍于鈦，4倍于鋼資料表面弊端是影響其強度的重要因素。表面積越大，弊端率越高。圍繞纖維直徑很細，降低了微裂紋存在幾率；所用纖維主若是無捻粗紗由于沒有經(jīng)過紡織工序，強度損失大大減少。防范了布紋經(jīng)緯交織點與短切纖維尾端的應(yīng)力集中能夠控制纖維的方向和數(shù)量，使產(chǎn)品實現(xiàn)等強度結(jié)構(gòu)(ⅳ)增強資料纖維含量高達80%可靠性高纖維圍繞復(fù)合資料制品基本解決了金屬韌性隨強度的提高而降低這一矛盾。生產(chǎn)效率高,制質(zhì)量量高而牢固，可實現(xiàn)機械化、自動化操作，生產(chǎn)效率高，便于大批量生產(chǎn)。資料成本低,所用增強資料大多是無捻粗紗等連續(xù)纖維，減少了紡織和其他加工花銷，資料成本低。1.3原資料主要有纖維增強資料與樹脂基體兩大類:1）增強資料主若是中堿、無堿粗紗。其他有玻璃布帶、碳纖維、芳綸纖維等。應(yīng)依照不同產(chǎn)品對性能的要求進行采用。(1)航空和航天制品多項選擇用性能優(yōu)異價格昂貴的碳纖維和芳綸纖維，民用產(chǎn)品多項選擇用連續(xù)玻璃纖維；滿足制品的性能要求；纖維都必定進行表面辦理；與樹脂浸漬性好，浸透速度快；各股纖維張力均勻；成帶性好，不起毛，不斷頭。2）樹脂系統(tǒng)樹脂及各種助劑、填料常用：不飽和聚酯樹脂，環(huán)氧樹脂(雙酚A型)、酚醛－環(huán)氧樹脂(環(huán)氧改性酚醛樹脂)。不飽和聚酯：含有非芳族的不飽和鍵,由不飽和二元羧酸或酸酐、飽和二元羧酸或酸酐與多元醇縮聚而成的擁有酯鍵和不飽和雙鍵的相對分子質(zhì)量不高的線型高分子化合物。不飽和聚酯樹脂：在聚酯化縮聚反響結(jié)束后，趁熱加入必然量的乙烯基單體，配成粘稠的液體，這樣的聚合物溶液稱之為不飽和聚酯樹脂。芯模外形同制品內(nèi)腔形狀尺寸一致，對芯模要求：1)足夠的強度和剛度。制造過程中要求芯模能夠保證制品的結(jié)構(gòu)尺寸及承受張力、固化熱應(yīng)力的載荷等。(2)必定滿足制品的精度要求。(3)制作工藝簡單、周期短，資料本源廣，價格低。(4)制品完成后，要求芯模能順利除去干凈，而不影響制質(zhì)量量。2.1芯模資料主若是鋼材、木材、塑料、鋁、石膏、水泥、低熔點金屬、低熔點鹽類等，外國很多用低熔點金屬、低熔點鹽，制造芯模時將其消融澆鑄成殼體，脫模時加入熱水?dāng)嚢枞芙饣蛴谜羝?。芯模資料對制品的影響膨脹系數(shù)影響產(chǎn)品尺寸精度；彈性模量影響產(chǎn)品力學(xué)性能及尺寸精度；導(dǎo)熱系數(shù)影響產(chǎn)品固化度；芯模中水份影響產(chǎn)品固化，甚至引起分層開裂。采用易敲碎的資料;可溶或易熔鹽類；將其消融用鑄造法澆鑄成殼體，脫模時加入熱水溶解低熔點金屬；由可溶或易熔粘結(jié)劑粘起來的會集體。組合式芯模采用弓形鋁合金片組成輾轉(zhuǎn)體，表面分瓣式隔板式捆扎式采用石膏隔板支撐金屬細管，捆扎后

用金屬管捆扎成芯模，表面層刮石膏

框架裝置式石膏隔板組合式芯模優(yōu)點：成型工藝簡單、弊端：成本低，適用于高溫固化，石膏脫水對制質(zhì)量量有影由芯軸、預(yù)制石膏板、鋁管響，不適于加壓固及石膏面層等部分組成2.2圓筒芯模整體式芯模開縮式芯模開縮式芯模：芯模有中心軸，沿軸必然距離有一組可伸縮輻條式機構(gòu)支撐輪狀環(huán)。用于支撐芯模外殼。脫模時，經(jīng)過液壓的機械裝置，使芯模縮短并從固化的制品中脫下來、爾后再將芯模恢復(fù)到原始地址。整體式芯模：1、擁有經(jīng)拋光的高精度表面2、擁有錐度，不小于1/1000(便于脫模)2.3圍繞規(guī)律圍繞規(guī)律：描述紗片均勻、牢固、連續(xù)、排布在芯模表面，以及芯模與導(dǎo)絲頭間運動關(guān)系的規(guī)律。要求：纖維既不重疊又不離縫，均勻連續(xù)充滿芯模表面。纖維在芯模表面地址牢固，不打滑。圍繞線型分類環(huán)向圍繞芯模繞自軸勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)絲頭在筒身區(qū)間作平行于軸線方向運動。芯模自轉(zhuǎn)一周，導(dǎo)絲頭近似搬動一個紗片寬度的圍繞。(只能圍繞直筒段)圍繞角平時為85-90°封頭紗帶筒身b螺旋圍繞：芯模繞自軸勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)絲頭依特定速度沿芯模軸線方向往來運動。能夠圍繞圓筒段，也可圍繞端頭(封頭)。纖維圍繞軌跡：由圓筒上的螺旋線和封頭上與極孔相切的空間曲線組成。3）縱向圍繞（又稱平面圍繞）導(dǎo)絲頭在固定平面內(nèi)做勻速圓周運動，芯模繞自軸慢速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)絲頭轉(zhuǎn)一周，芯模轉(zhuǎn)動渺小角度，反響在芯模表面上近似一個紗片寬度。紗片與芯模軸線間成0°~25°交角，纖維軌跡是一條單圓平面封閉曲線。s2ra2rD△θ1π2bblcle1le2αlc紗片與芯平面圍繞參數(shù)關(guān)系圖r1r2平面圍繞、圍繞角的正切值：tgle2lcle1平面圍繞的速比：單位時間內(nèi)，芯模旋轉(zhuǎn)周數(shù)與導(dǎo)絲頭繞芯模旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)比或繞絲頭轉(zhuǎn)一圈時導(dǎo)絲頭繞芯模旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。i

b

紗片寬度Dcos

圍繞角2.3.1螺旋圍繞線型連續(xù)纖維圍繞在芯模表面上的排布型式（1）一個完滿循環(huán)的見解螺旋圍繞時，由導(dǎo)絲頭引入的纖維自芯模上某點開始(空間點)，導(dǎo)絲頭經(jīng)過若干次往返運動后，又纏回到原來的初步點上(空間點)。這樣在芯模上所完成的一次(不重復(fù))布線稱為“標(biāo)準線”。完成一個標(biāo)準線圍繞稱為一個完滿循環(huán)?！皹?biāo)準線”是反響圍繞規(guī)律的基本線型。纖維在芯模表面均勻充滿的條件（2）一個完滿循環(huán)的切點數(shù)及分布規(guī)律a、切點地址“時序相鄰”和“地址相鄰”的見解在極孔圓周上準時間序次接踵出現(xiàn)的兩個切點稱為時序相鄰的兩切點。時序相鄰的切點的地址只能有兩種情況：1)兩切點親密排布，中間不能夠再加入其他切點，稱為兩切點“地址相鄰”。兩切點之間還可以夠加入其他切點，稱兩切點地址不相鄰。b、單切點與多切點的見解單切點圍繞：完成一個完滿循環(huán)圍繞，極孔圓周上只有一個切點的情況。多切點圍繞:完成一個完滿循環(huán)圍繞，極孔圓周上有多個切點的情況完成一個完滿的循環(huán)圍繞有兩種情況：時序相鄰的兩切點地址也相鄰。即在出現(xiàn)與初始切點地址相鄰的切點以前，極孔上只有一個切點，這種圍繞線形稱單切點線型。在出現(xiàn)與初步切點地址相鄰的切點以前，極孔上已經(jīng)出現(xiàn)了兩個或兩個以上切點，即時序相鄰切點地址不相鄰，這種圍繞線形稱為多切點線型。在極孔上的切點線型排布3132121繞到4纖維從切點與它時序相鄰的單切點線型切點2時，芯模轉(zhuǎn)雙切點線型1111524334252343211121342524352343n=3n=4n=5c、一個完滿循環(huán)的n個切點必然均分極孔圓周由于芯模勻速轉(zhuǎn)動，絲嘴每往返一次的時間又相同。所以，一個完滿循環(huán)的n點切點必然均分極孔圓周。3）纖維在芯模表面均勻充滿的條件a、一個完滿循環(huán)的諸切點均布在極孔圓周上。b、地址相鄰的兩切點所對應(yīng)的紗片在筒身材錯開的距離等于一個紗片寬度。2.3.2纖維圍繞芯模轉(zhuǎn)角(即圍繞中心角)與線型的關(guān)系設(shè)完成一個n切點的完滿循環(huán)圍繞，芯模轉(zhuǎn)角為θ，導(dǎo)絲頭每往返一次芯模轉(zhuǎn)角為θn，則：當(dāng)從切點1繞到切點2或從切點2繞到切點3時，芯模轉(zhuǎn)過中心角將是360°土Δθ，也許再加上360°的整數(shù)倍。θn的推導(dǎo)：單切點：θ1=(1+N)360°±Δθ（N=0，1，2，····）其中Δθ是使地址相鄰的兩切點對應(yīng)的紗片在筒身材錯開一個紗片的距離。321兩切點：一個完滿循環(huán)導(dǎo)絲頭往返2次才錯過一個Δθ，導(dǎo)絲頭往返一次時應(yīng)錯開Δθ/2。θ2=[(1+N)360°±Δθ]/2=(1/2+N)360°±Δθ/23124三切點：θ3=[(1+N)360°±Δθ]/3=(1/3+N)360°±Δθ/3132123n=3但是，n≥3時各切點的排序與時間序次不用然一致，比方θ3有2個值：θ3-1=（1/3+N）360°±Δθ/3θ3-2=（2/3+N）360°±Δθ/3θ5

有

4個值：θ5-1=（1/5+N）360°±Δθθ5-2=（2/5+N）360°±Δθθ5-3=（3/5+N）360°±Δθθ5-4=（4/5+N）360°±Δθ則對于θn有θn＝（K/n+N）360°±△θ

/5/5/5/5/n

K值需要使

K/n

為最簡真分數(shù)。在一個完滿循環(huán)中，切點數(shù)不相同，纖維圍繞的線型不相同，導(dǎo)絲頭往返一次芯模轉(zhuǎn)角不相同；若是在一個完滿的循環(huán)中，切點數(shù)相同而切點排布序次不相同，則線型也不相同，導(dǎo)絲頭往返一次的芯模轉(zhuǎn)角也不相同。導(dǎo)絲頭往返一次的轉(zhuǎn)數(shù)作為圍繞線型的“代號”。1111524334252313412121342542324533n=3n=4n=5連續(xù)纖維圍繞在芯模表面上不考慮芯模轉(zhuǎn)角微調(diào)量“線型”以導(dǎo)絲頭往返一次芯模旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)來表示:S0＝θn/360°θn＝(K/n+N)360°±△θ/nS0＝K/n+N＝M/nM=K+nNS0-表示線型；M——一個完滿循環(huán)芯模轉(zhuǎn)數(shù)；n——切點數(shù)，也是一個完滿循環(huán)導(dǎo)絲頭往返次數(shù)。2.3.3螺旋圍繞的轉(zhuǎn)速比單位時間內(nèi)，芯模轉(zhuǎn)數(shù)與導(dǎo)絲頭往返次數(shù)之比，完成一個完滿循環(huán)，芯模轉(zhuǎn)數(shù)與導(dǎo)絲頭往返次數(shù)之比。一個完滿循環(huán)的芯模轉(zhuǎn)數(shù)i0MS0n一個完滿循環(huán)中導(dǎo)絲頭往返數(shù)不相同的線型嚴格對應(yīng)著不相同的轉(zhuǎn)速比

定義線型在數(shù)值上等于轉(zhuǎn)速比考慮到速比微調(diào)部分(即紗片寬度對應(yīng)角度)的影響，實質(zhì)轉(zhuǎn)速比：θn=(K/n+N)360°±Δθ/nnin360(KN)nn3602.4圍繞工藝設(shè)計圍繞工藝設(shè)計包含內(nèi)容：依照產(chǎn)品使用和設(shè)計要求、技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)，進行結(jié)構(gòu)造型、圍繞線型和芯模設(shè)計；選擇原資料；依照產(chǎn)品強度要求、原資料性能及圍繞線型進行圍繞層數(shù)計算；依照選定的原資料和工藝方法，確定工藝流程及工藝參數(shù)；依照圍繞線型選定圍繞設(shè)備，或為圍繞設(shè)備設(shè)計供應(yīng)參數(shù)。2.4.1圍繞種類選擇考慮因素制品的結(jié)構(gòu)形狀和幾何尺寸:平面圍繞適合于球形、扁橢球形、長徑比小于4的筒形制品。也適用于兩封頭不等極孔容器的圍繞。長形管狀制品一般采用螺旋圍繞。為防范纖維打滑，平面圍繞平時采用預(yù)浸紗圍繞，同時，極孔直徑一般不高出筒體直徑的30%。強度要求:螺旋圍繞:纖維在筒身上交織程度相當(dāng)大，從強度見解看是不利的。由于交叉點處的纖維在承載狀態(tài)下有被拉直的趨勢，纖維交織程度大就簡單產(chǎn)生分層和損壞；其次，由于纖維交織孔隙率偏高，而孔隙率是使制品剪切強度降低的主要原因。平面圍繞:纖維在筒體是不交織的，而以完滿的圍繞層依次逐層重疊，排列較好。所以，平面圍繞可望獲得高強度，并所以減少制質(zhì)量量。封頭紗帶筒身環(huán)向圍繞b平面圍繞螺旋圍繞載荷特點平面和環(huán)向組合圍繞:當(dāng)制品碰到內(nèi)壓以外的荷載，設(shè)計靈便性較大。只要改變各方向玻璃纖維的數(shù)量就能獨立和方便地調(diào)變縱向和環(huán)向強度。螺旋圍繞：在設(shè)計和工藝上對于內(nèi)壓以外荷載的適應(yīng)性較差。圍繞設(shè)備：2.4.2螺旋圍繞線型參數(shù)選擇紗片與芯模軸線的交角1，圍繞角：選定線型的圍繞角應(yīng)等于或湊近測地線圍繞角，曲面上兩點之間的短程線，是在一個曲面上，每一點處測地曲率均為零的曲線。濕法圍繞，實質(zhì)圍繞角應(yīng)控制在與測地線圍繞角( )偏離8～10°以內(nèi)。2，切點數(shù)：選少切點線型。切點數(shù)越多，纖維交織次數(shù)越多，使極孔周邊區(qū)域的纖維積聚架空現(xiàn)象嚴重，致使應(yīng)力集中，影響纖維強度的發(fā)揮。3，封頭包絡(luò)圓：極孔包絡(luò)圓應(yīng)逐漸擴大，使纖維在極孔周圍排布均勻，減少纖維在極孔周邊的積聚。減弱應(yīng)力集中程度，不致使封頭外形曲線發(fā)生過大變化，有利纖維強度的發(fā)揮。4，圍繞程序：對于小車環(huán)鏈式圍繞機，圍繞角不宜選大小。否則，將使鏈條長度增大，設(shè)備粗笨。同時超越長度也增大，使圍繞張力難以控制。5，鏈條長度：2.4.3浸膠方式：擠膠輥

經(jīng)過擠膠輥壓力來控制纖維

含膠量膠槽

浸膠槽應(yīng)裝備恒溫水浴，以控制膠液溫度(粘度)。陶醉式浸膠膠含量控制：20％左右膠液粘度：0.35～1.0Pa.S膠輥刮刀經(jīng)過控制刮刀與膠輥距纖維離，以改變膠輥表面膠層膠槽厚度，從而控制含膠量。表面帶膠式浸膠2.4.4圍繞張力的影響：（纖維圍繞過程中所受的張緊力）1，制品機械性能：張力過小，制品強度偏低，容器充壓時變形大，疲倦性能差；張力過大纖維磨損大，使纖維強度損失，制品強度下降。張力大小應(yīng)適中、均勻。采用低捻度、張力均勻的纖維，并應(yīng)盡量保持紗片內(nèi)各束纖維是平行的剪切強度與張力的關(guān)系2，制品密實度：接觸成型壓力：圍繞在曲面上的纖維，其圍繞張力產(chǎn)生的垂直于芯模表面的法向力。N

T0

sin2

104rT0—圍繞張力，

N/cm；r—芯模半徑，cm；α—圍繞角80使制品致密H0(7048N體積密度與成型壓力關(guān)系3，含膠量：隨著圍繞張力增大，含膠量降低。濕法圍繞中，由于圍繞張力的徑向重量—法向壓力的作用，膠液將由內(nèi)層被擠向外層，出現(xiàn)膠液含量沿壁厚不均勻—內(nèi)低外高現(xiàn)象。采用分層固化或預(yù)浸資料可減少或防范這種現(xiàn)象。單紗張力(g)含膠量(%)0~533.885~1030.3815~2026.2025~30