第六章聚合物基复合材料的成型工艺.pptx

第6章 聚合物基复合材料成型工艺教师：杜江华第6章 聚合物基复合材料成型工艺本章教学目的：了解复合材料各种成型工艺掌握常用成型方法（手糊法、层压法、喷射法等）了解模具及辅助材料了解复合材料固化成型过程本章重点难点： 复合材料常用成型方法（需要的常用设备及主要工艺参数；复合材料固化成型过程）湿法固化脱模整修生产准备预成型（毛坯）干法预浸料第6章 聚合物基复合材料成型工艺6.1 概述一、主要工艺过程过程要求纤维均匀地按设计要求分布在制品各个部分；树脂适量、均匀地分布在制品各个部位，并适当固化；尽量减少气泡，降低空隙率，提高制品的致密性；掌握所用树脂的工艺性能，制定合理的工艺规范。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根据制品的要求选材（F、M)根据单向性能铺层设计根据材料的工艺性选择成型方法工装模具设计成型工艺实验二、成型工艺种类手糊成型真空袋压法成型压力袋成型树脂注射和树脂传递成型喷射成型层压成型模压成型缠绕成型热压罐成型三、成型工艺的选择①产品外形构造和尺寸大小②材料性能和产品质量要求③生产批量大小及供应时间要求④企业可能提供的设备条件及资金⑤综合经济效益，保证企业盈利模具清理涂脱模剂胶液配制涂胶衣补强层制作增强层制作表面层制作织物剪裁固化脱模切边加工产品检验第6章 聚合物基复合材料成型工艺6.2 各种成型工艺方法简介手糊成型工艺一、定义 手糊成型又称接触成型，采用手工方法将纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型、室温（或加热）、无压（或低压）条件下固化，脱模成制品的工艺方法。工艺流程1) 脱模剂、胶衣和纤维布3) 重复纤维布和树脂过程。4) 固化2) 倒树脂并赶匀。手糊成型工艺示意图特点优点：①不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大，批量 小，形状复杂产品的生产。②设备简单，投资少，设备折旧费低。③工艺简单。④容易满足产品设计要求。⑤制品树脂含量较高，耐腐蚀性好。缺点：①生产效率低，劳动强度大，卫生条件差。②产品质量不易控制，性能稳定性不高。③产品力学性能较低。二、原材料选择1. 增强材料①无捻粗纱布（方格布）：0.1~0.8mm变形性好，易被树脂浸透，易排除气泡，增厚效率高。②加捻布（平纹布、斜纹布、缎纹布、单向布）0.05~0.6mm表面平整、气密性好；价格贵、不易浸透树脂、增厚效果差③玻璃布带；④短切纤维；⑤表面毡；⑥短切毡 树脂浸透性好，气泡容易排除，变形性好，施工方便，制品含胶量高60~80%，防渗效果好。2. 树脂1）要求①粘度适宜，0.2~0.8Pa.S，对玻纤有良好浸润性；②在室温下凝胶、固化，并且无低分子物产生；③无毒或低毒；④价格便宜，来源广泛。2）常用树脂：不饱和聚酯、环氧树脂3）辅助材料①稀释剂②填料（降低成本，提高性能）③触变剂（适用垂直面施工，活性SiO2）④颜料（一般选用无机颜料，有机颜料影响固化）三、手糊工艺过程1. 原材料准备1）胶液配制胶液工艺性：胶液粘度、凝胶时间手糊工艺进行前，必须进行胶液凝胶时间试验。要使凝胶时间大于或等于所配胶液施工时间，否则手糊不能顺利进行。不饱和树脂配方（质量份）树脂：100份；过氧化甲乙酮：2份（引发剂）；萘酸钴苯乙烯溶液：1~4份（促进剂，加入量与环境温度有关）2）增强材料准备玻纤布裁剪：玻布沿径向45°剪裁圆环形制品2）增强材料准备玻纤布裁剪：玻布裁成扇形圆锥形制品圆环形制品玻布沿径向45°剪裁玻纤布裁剪玻布裁成扇形圆锥形制品对接（表面质量要求高的产品）布的拼接搭接3）胶衣糊准备可选用专用胶衣糊制作表面层，提高表面层质量（外观、性能）2. 糊制1）表面层（胶衣层、富树脂层）厚度：0.25~0.5mm，或300~500g/m2涂刷（二遍，互相垂直）：喷涂表面毡（材料）材料：玻璃布或短切毡2）增强层对接（注意对接缝错开）搭接拼接二次固化拼接（d≥7mm,固化发热量太大，制品易变形或分层）弯角或凹凸处：玻布剪开，压平 直角：先填触变树脂，然后糊制特殊处理凸字：先用树脂浇注，然后糊制3. 固化（凝胶-----定型-----熟化）常温固化：温度＞15℃ （25~30℃）；湿度≤80% （15~30℃，8~24h）固化方式加热固化：烘箱