第十讲_聚合物基复合的成型工艺案例.ppt

聚合物基复合材料成型工艺;聚合物基复合材料成型工艺;6.1 概述;聚合物基复合材料的制备大致可以分为4个步骤;聚合物基复合材料的工艺特点 （1） 材料的形成与制品的成型是同时完成的 该特点可实现大型制品一次整体成型，简化制品结构，并且减少组分零件和联接零件的数量，因而减轻制片质量，降低工艺消耗和提高结构件使用性能 （2） 复合材料的成型比较方便 复合材料基体及增强材料的特点，可使得一些复合材料用廉价简易设备和模具，不用加热和加工工艺的方法，由原材料直接成型出大尺寸的制品。 一种复合材料可以采用多种方法成型，选择成型方法可根据制品结构的特点、用途、生产量、成本以及生产条件的综合资料考虑，选择最经济和最简便的成型工艺;复合材料制件的设计过程;二、成型工艺种类;三、成型工艺的选择;6.2 各种成型工艺方法简介;1) 脱模剂、胶衣和纤维布;特点;二、原材料选择;2. 树脂;1. 原材料准备;2）增强材料准备;2）增强材料准备;玻纤布裁剪;2. 糊制;2）增强层;3. 固化（凝胶-----定型-----熟化）;4. 脱模：气脱、顶脱、水脱;1. 胶衣起皱、龟裂、变色;2. 制品收缩;3. 制品翘曲和变形;符合制品尺寸、精度、外观要求 足够的刚度、强度、热稳定性 较小的热容量，有效利用热能；与制品热膨胀系数匹配 质量轻，便于搬运，维护方便;①木材；②石膏；③水泥；④石蜡； ⑤泡沫塑料（不脱模内芯）； ⑥可溶性盐（AlPO4（60~70%）+NaCO3 （30~40%） + NaBO2 （5~8%） ），80℃溶于水； ⑦低熔点金属58%Bi+42%Sn，熔点135 ℃； ⑧玻璃钢 ⑨金属：钢材、铸铝，不能用铜（铜盐可妨碍树脂固化）;单模;1. 脱模剂;2. 隔离材料（保护复合材料不受污染）： PVC、PA薄膜;图4-5 手糊玻璃钢制品举例;袋压成型;1. 过程;X-39机翼;二、压力袋成型;三、真空袋-热压罐成型;2. 工艺过程 ;真空封装材料的铺层顺序;加压作用：压实预浸料，制备结构均匀、致密复合材料 加压时机：粘流态与高弹态区间 加压太早：树脂流失过多 加压太迟：树脂已进入高弹态，树脂结构不致密;流动模型：树脂流动特性 热化学模型：树脂体系吸热、放热过程 空隙模型：成型缺陷 内应力模型：收缩应力、热应力;4. 工艺参数;1. 定义;3. 工艺流程;2）确定工艺参数;B. 压力;3）预热和预成型;一、 工艺流程;3）组合;4）热压;二、 工艺参数;1. 过程;;1. 定义;3. 工艺流程;4. 工艺控制;第6章 聚合物基复合材料成型工艺;第6章 聚合物基复合材料成型工艺;1. 定义;RTM成型工艺流程;;4. 工艺参数;5. 对树脂工艺性要求;树脂膜熔渗工艺（resin film infusion, RFI）;3. 特点;注射成型;注射成型;1. 定义;Filament Winding;2. 分类;3. 缠绕规律（导丝头与芯模之间相对运动的规律）;3. 缠绕规律（导丝头与芯模之间相对运动的规律）;2）纵向缠绕;3）螺旋缠绕（测地线缠绕） 芯模绕轴匀速转动，导丝头沿芯模轴向往返运动。 缠绕筒身和封头;4. 工艺过程（湿法）;缠绕成型工艺制备的制品;拉挤成型;1. 工艺过程;Figure extra Schematic illustration of the pultrusion process.;(b);挤拉成型工艺特点：;树脂：不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、ABS、 PA、PC 纤维：无捻玻纤初纱、连续纤维毡、碳纤、芳纤、 双向或三向织物;将纤维和树脂置于旋转模内表面，借助模具转动的离心 力将物料压紧，并排除其中的空气，固化后得到产品。;复合材料固化=树脂固化;树脂固化度的测定;NCO-C6H3CH3-NCO ;温度、???间、压力 1）温度---台阶式固化;2）压力-加压时间;二、固化工艺参数的确定;确定固化过程的反应参数的方法;1）从未凝胶玻璃态到粘流态;流动峰;2）从黏流态到树脂凝胶点; 由不同升温速率下的DSC曲线的放热特征峰（峰开始的温度Ti、峰顶温度Tp、峰终温度Tf），外推到0升温速率的放热峰Ti、Tp、Tf,以此确定固化台阶温度。;加压时机的确定（一般在快凝胶的时候开始加压）;3）从凝胶点经高弹态到玻璃态; 凝胶化作用对阻尼的贡献;树脂固化体系三T状态;4）玻璃态内的固相反应;1. 过程;2. 体积变化;3. 影响固化收缩的因素;4. 内应力;本章习题