热压罐成型工艺.ppt

热压罐成型工艺 主讲人：陈孝银 热压罐及其功能 热压罐主体及子系统 热压罐成型的产品 热压罐固化的特点 热压罐成型工艺控制 热压罐成型模具 热压罐成型注意事项 主要内容 热压罐及其功能 特点：热压罐是固化树脂基复合材料制品的装置，具有加热、保温、冷却、加压、抽真空5项功能，所固化的制品孔隙率低、品质一致性好，适合于板壳类制品固化。 通用型热压罐主要技术参数： 真空度：0～0.1MPa 正压力：0～5MPa 加热温度：室温～400℃ 热压罐外观 热压罐内部 热压罐系统要为复合材料的聚合反应创造一个理想的温度和压力环境，它是由热压罐主体和一系列的子系统组成的，主要包含以下几个部分： 1、热压罐主体； 2、加压系统；3、真空系统；4、加热系统； 5、冷却系统；6、进料系统；7、控制系统；8、鼓风系统；9、仪表阀门 热压罐主体 热压罐主体 热分布 气流矢量分布 按固化产品的尺寸、温度、压力设计，强度满足高温高压要求，罐体外壁温度≤60℃。 热压罐子系统 加热系统 3 1 冷却系统 3 2 加压系统 3 3 鼓风系统 3 4 控制系统 3 6 真空系统 3 5 仪表阀门 3 8 进料系统 3 7 加热系统 加热系统: 罐内气体温差≤5℃，升温速度1～8℃，要求可调。 加热器、热电偶、热控元器件 冷却系统 冷却系统示意图 水箱和泵站 循环水冷却，降温速度0.5～6℃/min，可调。 螺杆式压缩机、一级储罐、控制阀、增压器、二级储罐、冷冻式干燥机、管路过滤器和压力表。 加压系统：充气加压，截止为空气或惰性气体，最大压力工艺确定，压力可调；有安全防爆、放气设置 鼓风系统 风机系统结构图 机械密封结构图 电动机、风扇、导风板、冷却与润滑机构…… 鼓风系统： 罐内风速1～3m/s，噪声≤60dB 真空系统 真空泵、真空罐、真空表、 真空管路…… 真空系统： 罐内真空管路及接头满足抽真空工艺要求，通常有多路连接，真空度可调。 控制柜，温度、压力、真空、冷却的显示与控制装置，计算机及控制程序软件，安全报警….. 控制系统： 计算机显控的自动控制，可人工控制；温度、压力、真空有指示仪表和记录仪，工件温度和罐内气体温度可独立控制，温度、压力设安全控制，开门关门设安全检查与自锁机构。 进料系统 双小车进料 桥架式进料系统 小车、连接桥、地面轨道…… 仪表阀门 机械式仪表 电子传感器 机械电子式仪表 适合热压罐固化的产品 序号 适用制品形式 说 明 1 结构形式 层压结构 复合材料板、梁、肋、框、蒙皮、壁板、共固化件等 夹芯结构 蜂窝夹芯、泡沫夹芯、符合夹心等结构 胶接结构 金属与金属、金属与复材、复材与复材等 缝纫结构 缝纫/RFI成型的加肋壁板等 回转结构 筒体、管体、盒状结构等 板块杆结构 板、块、杆等简单结构 2 尺寸范围 大型构件 热压罐内腔可置放，并不妨碍空气流通的构件，单件固化 小型构件 形状不复杂的小尺寸件，一罐多件 3 局限性 特复杂构件 不适合制作真空袋构件，不适合均匀加压和加热构件 特高压力、高温构件 成型压力、固化温度超过热压罐工作参数的构件。 板状构件固化 轴类构件固化 热压罐成型用材料 序号 增强纤维 增强形式 主体树脂 制造方法 说明 1 碳纤维 单向纤维 环氧、BMI 氰酸酯等 热熔法（干法）溶剂法（湿法） 目前主流，力学性能优，多用于承力构件 多向织物 环氧 溶剂法 特殊用途，航天航空多，工艺成本高 布 环氧 酚醛 溶剂法 较多，多用于次承力构件 2 玻璃纤维 单向纤维 环氧 热熔法 溶剂法 较多，次承力构件、透波结构等，成本低 布 环氧 酚醛 溶剂法 较多，次承力构件、透波结构、装饰结构等，成本低 3 芳纶纤维 单向纤维 环氧 热熔法 溶剂法 应用少，用于吸能抗冲击结构，后加工困难 布 环氧 溶剂法 4 其它纤维 单向纤维 环氧、氰酸酯等 溶剂法 航天、电器等特殊用途 热压罐固化的特点 序号 特点 说明 1 优点 压力均匀 使用气体加压，压力通过真空袋作用到制品表面，各点法向压力相等，使制件各处在相同压力下固化成型。 2 温度均匀，可调控 罐内为循环热气流给工件加热，各处温度温差小。同时配置冷却系统，使温度可严格控制在工艺设置范围内。 3 适用范围广 模具较简单，效率高；既适合于大面积复杂型面的板、壳，也适合于简单形状的板、棒、管、块，还可用于胶接装配；小型件可一次多件同时固化。 4 成型工艺稳定、可靠 压力、温度均匀，可调可控，使成型或交接制品质量一致、可靠；孔隙率低、树脂含量可控并均匀；加压时可抽真空，使低分子物易于排出。 5 缺点 投资大、成本高 热压罐接轨复杂、造价高，投资大；每次使用时不仅消耗水、电、气等能源，还需要真空袋膜、密封胶条、吸胶毡、隔离布等辅助材料，使生产成本较大幅度