[工学]树脂基复合材料3.ppt

第八节 树脂膜渗透成型（RFI） RFI (Resin Film Influsion)工艺是一种树脂膜熔渗和纤维预制体相结合的一种树脂浸渍技术。其成型过程是将树脂制备成树脂膜，安放于模具的底部，其上层覆以纤维编织物等方法制成的纤维预制体。然后依据真空成型工艺的特点将模腔封装，于热环境下采用真空技术将树脂由下向上抽吸。树脂膜受热后，向上熔渗，从而填满整个预制体空间，随即依照固化工艺，制成复合材料制件。 （1）负压成型，成型模具不需高刚度，模具制造费用相对较低； （2）树脂渗透纤维路径短（厚度方向），成型时间短；不要求树脂有足够低的粘度。 （3）易于成型大型、超大型复合材料构件； （4）复合材料性能优异，纤维含量高，空隙率低。 第五章 树脂基复合材料的界面 玻璃纤维的断裂能约为10J/m2，聚酯的断裂能约为100J/m2，而复合后的玻璃钢断裂能达105J/m2。 * RTM成型技术 RTM技术成型复合材料汽车保险杠 左：RTM技术成型实壁结构机头雷达罩 右：RTM 技术成型A 320发动机吊架尾部整流锥 用于装备F-22飞机的织物复合材料RTM成型正弦波机翼承力梁 模腔 模具结构层 模具加强层 刚性阴膜 模腔 柔性软膜 .RFI模具组合示意图 .RTM模具组合示意图 RFI 工艺成型原理图 RFI成型工艺流程图 RFI工艺机翼蒙皮 （空客公司制造） A380后压力圆顶 (波音公司制造） 缝合/RFI壁板 北京航空制造工程研究所制造 预成型体往贴好树脂膜的模具上铺放的过程（左侧为贴好树脂膜的模具） 内模、嵌入物和预成型体等装配完成后的情况 机翼制件成品 真空袋封装 第九节 RIM成型 反应注射成型（Reaction Injection Molding，RIM）是集聚合与加工于一体的加工方法。将反应物（单体或预聚物）精确计量，经高压碰撞混合后充入模内，混合物在模具型腔内聚合、交联固化等化学反应而形成制品的成型方法。这种方法的特点是生产效率高、能耗低、产品设计灵活，性能优良。 反应注射成型工艺流程 A组分 B组分 热 热 热 热 计量 计量 高压下碰撞混合 机械能 注射充模 聚合交联固化 脱模 后交联 制品 RIM设备的工作原理 1-比例控制 2-混合头 3-单体A 4-单体B 5-聚合物混合物 6-模具 RIM设备的基本组成 1-换热器 2-置换料筒 3-混合头 4-泵 5-循环回路 6-模具 第十节 拉挤成型工艺 拉挤成型是一种连续生产纤维增强塑料型材的方法，是将连续增强材料、玻璃毡等进行树脂浸渍，然后通过具有一定截面形状的成型模具，并在模具内加热固化成型，在牵引机拉力作用下，连续拉挤出型材制品。 拉挤成型的优点： ①复合材料制品的物理力学性能优异，特别是纵向比强度和比刚度相当突出； ②工艺过程容易实现自动控制，产品质量稳定； ③加工过程中不产生边角废料，原材料利用率高； ④设备造价低，生产效率高； ⑤制品长度不受设备和工艺因素限制。 拉挤成型原材料 1、树脂 主要是不饱和聚酯（占90%），环氧树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂以及聚氨酯等 2、增强材料 玻纤无捻粗纱、短切原丝毡、连续原丝毡、三维织物、聚酯纤维表面毡、芳纶、碳纤 3、辅助材料 脱模剂、填料 2400-3200 210-480 690-1050 28-41 410-1050 40-80(玻纤织物/聚酯） 拉挤 2150-3200 310-480 690-3850 28-62 550-1700 30-80（玻纤/环氧） 缠绕 530-1050 100-210 70-280 6.2-14 170-210 25-50(玻纤织物/聚酯） 模压 430-1150 100-210 120-210 11-17 55-140 15-30（玻纤/聚酯） SMC 210-600 100-170 110-190 5.5-12 60-120 30-50 （玻纤/聚酯） 喷射 冲击强度(J/m) 压缩强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 拉伸模量(GPa) 拉伸强度(MPa) 材料及纤维重量含量（%） 工艺方法 不同成型工艺的复合材料的力学性能比较 拉挤成型工艺示意图 1-增强材料；2-分纱板；3-胶槽；4-纤维分配器；5-预成型模具；6-成型模具；7-牵引器；8-切割器 碳纤维连续抽油杆的生产线示意图 抽油杆卷绕装置 纤维集束架 第一代碳纤维连续抽油杆的作业车 1十1＞2 协同效应 典型的拉伸应力-应变曲线 纤维增强树脂复合前后的结构示意图 第一节 复合材料的界面（