复合材料制造工艺简介.pdf

纤维增强聚合物基复合材料制造工艺 •复合材料制造工艺简介 •手糊成型（Hand layup) •喷射成型(Spray layup) •预浸料热压罐成型（Prepregging, Autoclave ） •树脂传递模塑成型RTM (Resin transfer moulding) •真空树脂注入成型(Vacuum Infusion 或Infusion) •片状模塑成型SMC (Sheet moulding compound) •纤维缠绕成型 （Filament Winding) •拉挤成型 （Pultrusion) •玻璃毡增强热塑性塑料GMT (Glass mat thermoplastic) •其他几种主要成型工艺 纤维增强聚合物基复合材料制造工艺简介 基本原理 成型工艺 纤维 纤维预浸 压力下成形 固化 树脂 复合材料制件 纤维增强聚合物基复合材料制造工艺简介 工艺选择 • 小批量大尺寸部件：树脂真空注入成型(Infusion) －真空袋闭模低压成型 • 中批量中等尺寸部件：树脂传递模塑成型(RTM) －闭模低压成型 •大批量小尺寸部件：片状模塑成型 （SMC ）－闭模高压成型 手糊成型(Hand layup) • 手糊成型特点: －手工铺放纤维涂覆树脂辊压 －简便易行，成本低 －常压常温固化， －大型壳或板类部件， －开模成形（制品单面光滑） －采用纤维织物或者纤维毡 －劳动强度高，生产效率低，产量低 －产品力学性能低，内部缺陷多 －挥发份直接排放环境，污染大 喷射成型(Spray layup) • 喷射成型特点: －基本与手糊成型特点相同 －短切纤维 －生产效率高于手糊成型 预浸料热压罐成型(Prepregging, Autoclave) 半成品预浸料制备与铺放 热压罐中固化成型(T, P) • 预浸料热压罐成型特点: －一般采用连续纤维织物（单向布，编织布等） －高性能高质量复合材料制品（纤维体积含量可达70％[单向] ，孔隙率小于1％） －工艺控制严格（温度，压力，真空度，时间） －预浸料低温贮藏和运输 －复合材料产品成本高（多步工艺，低效率，高能耗，设备造价高，生产周期长） 预浸料热压罐成型(Prepregging, Autoclave) 第一步：预浸料制备（纤维浸润树脂） 预浸料分类 •单向预浸料（纱线缠绕），织物预浸料 •溶液预浸，热熔预浸 •热固性预浸料，热塑性预浸料 不同分类预浸料 不同的预浸设备 预浸料热压罐成型(Prepregging, Autoclave) 第二步：预浸料剪裁铺放 自动化剪裁 人工铺放 自动化铺放 中科院宁波材料技术与工程研究所课件 预浸料热压罐成型(Prepregging, Autoclave) 第三步：预浸料于真空袋内铺层密封 真空袋 透气毡 有孔隔离膜1 抽真空 吸胶毡