1、第1、5章復(fù)合材料的成型過程1、聚合物基復(fù)合材料的成型過程2、金屬基復(fù)合材料的成型過程3、陶瓷基復(fù)合材料的成型過程2，1、聚合物基復(fù)合材料的成型過程、聚合物基復(fù)合材料的性質(zhì)主要由纖維和樹脂系統(tǒng)確定后的成型過程決定。成型工藝主要為3，4，5，片狀成型SMC，6，1為成型，根據(jù)產(chǎn)品要求包裝為預(yù)浸料，特定形狀，一般為產(chǎn)品的形狀。第二種是硬化。也就是說，可以鋪設(shè)一定形式的疊層序報(bào)，根據(jù)溫度、時(shí)間、壓力等因素固定形狀，滿足預(yù)期性能要求。7、生產(chǎn)中使用的成型工藝(1)手糊成型(2)注射成型(3)真空回壓成型(4)擠壓成型(5)壓力回壓成型(6)纖維纏繞成型(7)樹脂注射和樹脂傳遞成型(8)真空9、(a)手

2、糊成型(b)真空袋壓力成型(c)加壓袋法(d)蒸壓加壓法，10，(1)手糊成型工藝手糊成型工藝是復(fù)合材料最早的成型方法和最簡(jiǎn)單的方法，具體工藝如下： 11、首先將含有固化劑的樹脂混合物涂在模具上，根據(jù)需要將裁剪好的纖維織物粘在上面，用刷子、滾筒或刮刀壓縮織物，均勻浸濕膠水，去除氣泡，然后涂上樹脂混合物，鋪上第二種纖維織物，反復(fù)進(jìn)行，直到達(dá)到所需厚度為止。12，然后在一定壓力下使用加熱硬化成型(熱壓成型)或樹脂系統(tǒng)固化時(shí)釋放的熱硬化成型(冷擠壓成型)和最終脫模獲得復(fù)合產(chǎn)品。13、模具準(zhǔn)備、脫模劑涂層、手糊成型、樹脂膠準(zhǔn)備、強(qiáng)化材料準(zhǔn)備、硬化、脫模、后處理、檢查、產(chǎn)品、手糊成型工藝流程圖、14、為

3、了獲得良好的脫模效果和理想產(chǎn)品，各種二，15，16，手糊成型工藝優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品大小和形狀沒有限制，適合生產(chǎn)大小、布局小、復(fù)雜的產(chǎn)品；設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，設(shè)備折舊費(fèi)用低。17，簡(jiǎn)單的過程；輕松滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，加強(qiáng)材料產(chǎn)品樹脂含量高，耐腐蝕性好。18、手糊成型工藝缺點(diǎn)生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)衛(wèi)生條件差。產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，性能穩(wěn)定性不高。產(chǎn)品的機(jī)械性能低。19，2。成型工藝成型工藝是早在20世紀(jì)初酚醛塑料成型出現(xiàn)的古老技術(shù)。成型是一種既適用于熱固性樹脂又適用于熱塑性樹脂的纖維復(fù)合材料成型方法。20，21，將成型工藝定量成型塑料或粒狀樹脂和短纖維的混合物放入開口金屬對(duì)模具中，關(guān)閉模具，加熱使其融化，在壓

4、力下填充空腔，形成與空腔相同形式的模具；加熱使樹脂進(jìn)一步發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，硬化，冷卻，熱塑性樹脂硬化，脫脂后成為復(fù)合材料。22，金屬-凹模準(zhǔn)備，涂層脫模，薄膜壓制成型，成型塑料，顆粒樹脂，短纖維，硬化，脫模，后處理，檢查，產(chǎn)品，加熱，加熱，冷卻，24，成型工藝缺點(diǎn)模具設(shè)計(jì)和復(fù)雜制造，壓力機(jī)和高模具投資，設(shè)備限制產(chǎn)品尺寸，一般適用于大中型產(chǎn)品制造。，25，成型工藝成為繼手糊/噴涂和連續(xù)成型之后，排在第三位的復(fù)合材料的重要成型方法。近年來，隨著專業(yè)化、自動(dòng)化和生產(chǎn)率的提高，產(chǎn)品成本不斷降低，使用范圍越來越廣。26，成型產(chǎn)品主要用于結(jié)構(gòu)部件、連接器、保護(hù)部件和電氣絕緣等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸、電力

5、、化學(xué)、建筑、機(jī)械等。成型品的質(zhì)量可靠，因此也適用于武器、飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星。27，3。疊層成型工藝疊層成型工藝是將一定層的浸膠布(紙)疊合到多層液壓機(jī)上，在一定溫度和壓力下壓出瓣膜的工藝。疊層成型工藝屬于干壓成型類別，是復(fù)合材料的主要成型工藝。28，疊層成型工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品有各種絕緣材料、人造板材、塑料貼膜、銅箔層壓板等。復(fù)合層壓板生產(chǎn)工藝包括：29、層壓板生產(chǎn)工藝、加強(qiáng)材料、熱固性樹脂、浸膠、膠布、裁剪堆棧、熱壓、脫模、裁剪邊緣、產(chǎn)品、30、疊層成型工藝的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品表面光澤、優(yōu)良質(zhì)量、穩(wěn)定性和高生產(chǎn)效率。疊層成型工藝的缺點(diǎn)是只能生產(chǎn)板，產(chǎn)品的大小受設(shè)備限制。31、32、33、34、35、4。噴

6、霧成型過程分別將促進(jìn)劑和引發(fā)劑混合的不飽和聚酯樹脂從噴槍兩側(cè)(或在噴槍內(nèi)混合)噴出，同時(shí)將玻璃纖維捻粗紗切割成切割機(jī)，從噴槍中心噴出，與樹脂均勻沉積在模具上。36、不飽和聚酯樹脂與玻璃纖維捻粗紗混合，沉積在一定厚度時(shí)，將纖維浸入樹脂中，壓縮后去除氣泡，最終固化為產(chǎn)品。37、玻璃纖維纏繞、聚酯樹脂、加熱、引發(fā)劑、促進(jìn)劑、靜態(tài)混合、切削噴槍、模具、注射成型、軋輥壓力、硬化、脫模、噴射成型工藝流程圖，38最常用的樹脂是室溫或稍高的溫度下可硬化的不飽和聚酯等。39，噴霧中使用的模具與手工粘貼方法類似，但生產(chǎn)效率是數(shù)倍，勞動(dòng)強(qiáng)度低，可以制造大型產(chǎn)品。40，注塑方法可以制造復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，但其厚度和纖維含

7、量難以更精確地控制，樹脂含量一般在60%以上，孔隙率高，產(chǎn)品強(qiáng)度低，施工現(xiàn)場(chǎng)的污染和浪費(fèi)更大。41、可以用噴射法制作大蓬車車體、船體、廣告模型、舞臺(tái)道具、保管箱、建筑部件、機(jī)器外殼、容器、頭盔等。42，5。連續(xù)纏繞成型工藝、浸泡在樹脂橡膠中的連續(xù)纖維或束帶按一定規(guī)律纏繞在芯軸上后固化的束帶稱為強(qiáng)化塑料產(chǎn)品的工藝。纏繞過程流程圖如下圖所示。43，44，45，纏繞過程流程圖，線，粘合劑準(zhǔn)備，浸泡膠水，干燥，粗紗，粘結(jié)紗線缺陷，張力控制，縱向，環(huán)纏繞，型芯，縱向，環(huán)纏繞，張力控制，加熱纖維或絲帶第二是纏繞纖維或絲帶織物，浸漬樹脂。現(xiàn)在電子被普遍采用。47，繞線機(jī)類似于纖維通過樹脂槽后用卷筒紙去除纖維

8、中多余的樹脂的機(jī)器。為了提高工藝性能并防止纖維損傷，可以在纖維表面預(yù)推半固化基體樹脂，或者直接使用預(yù)浸料。48，纖維纏繞和角度可通過機(jī)械傳動(dòng)裝置或計(jì)算機(jī)控制。纏繞達(dá)到所需厚度后，根據(jù)選定的樹脂類型，在室溫或加熱罐內(nèi)凝固或脫模，獲得復(fù)合產(chǎn)品。，49，使用纖維纏繞工藝制造壓力容器時(shí)，一般需要高強(qiáng)度和系數(shù)，容易滲透樹脂，纖維紗均勻張力和纏繞時(shí)不起球，繼續(xù)保持一流。50，此外，纏繞時(shí)使用的芯軸必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受成型過程中的各種載荷(纏繞張力、硬化時(shí)的熱應(yīng)力、自重等)，滿足產(chǎn)品幾何尺寸和精度要求，且易于與硬化產(chǎn)品分離。51、石膏、石蠟、金屬或合金、塑料等常用芯子材料作為粘結(jié)劑，也用作水溶性

9、高得分材料，如poly enol。52、連續(xù)纖維纏繞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)第一，纖維可以根據(jù)預(yù)定義的要求，通過改變纖維排列方法、數(shù)量，達(dá)到相同的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，使纖維拉伸性能增強(qiáng)特性大幅度再生，第二，通過連續(xù)纖維纏繞技術(shù)制作的成品，質(zhì)量穩(wěn)定，強(qiáng)度和系數(shù)高于合理結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和系數(shù)的生產(chǎn)效率。54，連續(xù)纖維纏繞技術(shù)的缺點(diǎn)設(shè)備投資成本大，僅在批量生產(chǎn)時(shí)才能降低成本。55、連續(xù)纖維纏繞方法適用于制造能承受一定耐壓的中空容器，如固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)罩、導(dǎo)彈熱層和發(fā)射管、壓力容器、大型水箱、各種管道等。56，近年發(fā)展起來的形狀纏繞技術(shù)，使復(fù)雜橫截面形狀的旋轉(zhuǎn)體或橫截面形成矩形、正方形和不規(guī)則形狀容器成為可能。57，6。在拉擠工藝?yán)?/p>

10、擠過程中，先浸漬樹脂橡膠液的連續(xù)纖維束或絲帶織物通過牽引裝置的作用成型模具成型；58，2，在成型或硬化爐中硬化，以對(duì)特定橫截面形狀和長(zhǎng)度沒有限制的復(fù)合材料制造，例如管、桿、槽輪廓、I型輪廓、方形輪廓等。59，60，一般備件在成型模具中只加熱到預(yù)硬化程度，最終硬化在加熱罐中進(jìn)行。水平拉伸成型工藝圖，產(chǎn)品，切割，纖維，樹脂罐，擠出機(jī)，預(yù)成型，包入，熱模，61，拉伸成型過程中加強(qiáng)纖維的強(qiáng)度，良好的聚合性，不拉伸，以及樹脂粘合劑需要容易滲透。玻璃纖維、芳香聚酰胺纖維、碳纖維、金屬纖維等常用增強(qiáng)纖維。62，用作基體材料的樹脂主要是熱固性樹脂，需要樹脂的粘度低、應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)等。常用的基體材料包括不飽和聚酯樹

11、脂和環(huán)氧樹脂等。63，并且以耐熱低熔體粘度熱塑性塑料為基底的拉伸成型工藝也取得了很大進(jìn)展。擠壓成型的核心在于加強(qiáng)材料的浸漬。64，拉伸成型工藝中目前常用的方法熱熔涂層和混合方法。熱熔涂層是指強(qiáng)化材料通過熔融樹脂浸漬樹脂，然后在成型模具中冷卻。65，在混合方法中，首先將熱塑性聚合物纖維與增強(qiáng)材料混合，編織成帶狀、空心芯等幾何形態(tài)的織物。然后，使用特定幾何圖形的織物通過熱模具時(shí)，基體纖維熔化，強(qiáng)化材料浸漬，冷卻成型，成為產(chǎn)品。66、擠出成型的優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)效率高，自動(dòng)化方便；產(chǎn)品的加強(qiáng)材料含量一般為40%-80%，能充分起到加強(qiáng)材料的作用，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠。67，不需要少量加工，生產(chǎn)過程中樹脂損失小。產(chǎn)

12、品的縱向和橫向強(qiáng)度可以隨機(jī)調(diào)整以滿足不同產(chǎn)品的使用要求，其長(zhǎng)度可以根據(jù)需要切割。68、pultruded產(chǎn)品的主要應(yīng)用領(lǐng)域(1)防腐領(lǐng)域。主要用于上下水設(shè)備、工業(yè)廢水處理設(shè)備、化學(xué)擋板和化學(xué)、石油、造紙和冶金等工廠內(nèi)扶手、樓梯、平臺(tái)扶手等。(2)電氣技術(shù)領(lǐng)域。主要用于高壓電纜保護(hù)管、電纜架、絕緣階梯、絕緣棒、燈柱、變壓器和電動(dòng)機(jī)的組件等。69，(3)建筑領(lǐng)域。主要用于門窗結(jié)構(gòu)輪廓、桁架、橋梁、欄桿、支架、天花板吊架等。(4)運(yùn)輸領(lǐng)域。主要用于卡車車架、冷藏箱、汽車保持架、剎車片、行李墊、保險(xiǎn)桿、船舶甲板、電動(dòng)火車軌道梁等。70，(5)體育和娛樂領(lǐng)域。主要用于魚桿、滑桿、滑雪板、撐桿跳、滾軸滾軸

13、、可移動(dòng)游泳池底等。(6)能源開發(fā)領(lǐng)域。主要用于太陽(yáng)能收集器、支架、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和吸盤棒等。(7)航空航天領(lǐng)域。宇宙飛船天線節(jié)關(guān)聯(lián)，宇宙飛船馬達(dá)部件等。71，現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)速度、熱塑性和熱固性樹脂同時(shí)使用的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料和方向正在發(fā)展。生產(chǎn)大型產(chǎn)品，改善產(chǎn)品外觀質(zhì)量，提高產(chǎn)品側(cè)強(qiáng)度，都將成為拉擠工藝今后的發(fā)展方向。72，7。注射成型工藝注射成型適用于熱塑性和熱固性復(fù)合材料，但是最廣泛使用的樹脂基復(fù)合材料生產(chǎn)的重要成型方法。73，注射成型工藝原理注射成型是根據(jù)金屬壓鑄原理(動(dòng)畫)開發(fā)的成型方法。該方法將粒狀樹脂、短纖維放入注射腔中加熱融化均勻混合，然后在一定擠壓壓力下注入溫度低

14、的密封模具，冷卻成型后打開模具，即可獲得復(fù)合材料產(chǎn)品。74，注射成型過程包括供給、熔化、混合、注射、冷卻硬化和脫模等階段(動(dòng)畫)。加工熱硬化性樹脂時(shí)，通常將溫度低的樹脂系統(tǒng)(防止材料進(jìn)入模具前硬化)與短纖維混合，使其粘在模具上，然后加熱模具成型。75，由于處理過程中熔融混合物的流動(dòng)，纖維在樹脂基體中的分布具有一定的各向異性。如果產(chǎn)品外觀更復(fù)雜，則局部纖維分布不均勻或樹脂富集區(qū)多，可能會(huì)影響材料特性。76，因此注射成型過程中樹脂和短纖維混合均勻，混合系統(tǒng)流動(dòng)性好，纖維含量不能太高，一般30%-40%左右為宜。77，注射成型法獲得的產(chǎn)品準(zhǔn)確度高，生產(chǎn)周期短，效率高，自動(dòng)控制容易，除除氟樹脂外，幾乎

15、所有熱塑性樹脂都可以用這種方法成型。78，根據(jù)注射腔中融化的方法分類。常用的注塑機(jī)有兩種：插頭和螺釘?？刹灏巫⑺軝C(jī)可塑性低、塑化均勻性差、注射壓力損失大、注射速度慢等很少生產(chǎn)，目前往復(fù)式螺桿注射器得到了廣泛應(yīng)用。79，樹脂傳遞成型RTM，80，81，2，金屬基復(fù)合材料的成型技術(shù)，金屬基復(fù)合材料的制造工藝對(duì)復(fù)合材料的性能有很大影響，是金屬基復(fù)合材料的重要研究?jī)?nèi)容之一。82、金屬基復(fù)合工藝研究?jī)?nèi)容，金屬基和加強(qiáng)材料的結(jié)合和結(jié)合方法；工藝中金屬基體/加強(qiáng)板界面和界面產(chǎn)物的形成和控制；83，鋼筋在金屬基體中的分布；防止制造過程中連續(xù)纖維的損傷。優(yōu)化工藝參數(shù)，改善復(fù)合材料的性能和穩(wěn)定性，降低成本。84，根據(jù)各種方法的基本特性，金屬基復(fù)合材料的制造工藝分為四類：(1)固體方法；(2)液體法；(3)噴射和噴射沉積方法；(4)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合法。85，常用金屬基復(fù)合材料制備工藝，86，(1)固態(tài)法，固態(tài)制備工藝主要是擴(kuò)散粘結(jié)和粉末金處理兩種方法。87，1)擴(kuò)散在特定溫度和壓力下，表面新鮮清潔的相同或不相等的金屬通過表面原子的相互擴(kuò)散接合。因此，擴(kuò)散連接也是制造連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的傳統(tǒng)工藝方法