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先进复合材料主要生产工艺介绍

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先进复合材料主要生产工艺介绍

发布日期:2017-04-21 00:00 来源:http://www.dalianyingtian.cn 点击:

大型热压罐

先进复合材料主要生产工艺介绍    先进复合材料,具有轻质、高强、高模量、良好的抗疲劳性、耐腐蚀性、可设计性突出、成型工艺性好和成本低等特点,是理想的航空航天及工业结构材料,在航空产品上得到了广泛应用,已成为新一代飞机机体的主体结构材料。复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能,从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。一些大的飞机制造商在飞机设计制造中,正逐步减少传统金属加工的比例,优先发展复合材料制造。本文着重介绍复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺。      

复合材料的性能在纤维与树脂体系确定后,主要取决于成型固化工艺。所谓成型固化工艺包括两方面内容,一是成型,这就是将预浸料根据产品的要求,铺制成一定的形状,一般就是产品的形状。二是进行固化,这就是使已经铺制成一定形状的叠层预浸料,在温度、时间和压力等因素下使形状固定下来,并能达到预计的使用性能要求。       

复合材料及其制件的成型方法,是根据产品的外形、结构与使用要求,结合材料的工艺性来确定的。目前,大型热压罐已在生产中采用的成型方法有:  

1、手糊成型--湿法铺层成型         

2 、真空袋压法成型 

3、压力袋成型  

4、树脂注射和树脂传递成型

5、喷射成型                      

6、真空辅助树脂注射成型 

7、夹层结构成型                  

8、模压成型 

9、注射成型                      

10、挤出成型 

11、纤维缠绕成形                 

12、拉挤成型 

13、连续板材成型                 

14、层压或卷制成型 

15、热塑性片状模塑料热冲压成型     

16、离心浇注成型 

大型热压罐

手糊成型是聚合物基复合材料制造中最早采用和最简单的方法。其工艺过程是先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物,再在其上贴一层按要求剪裁好的纤维织物,用刷子挤压织物,使其均匀浸胶并排出气泡后,再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物,反复上述过程直至达到所需厚度。然后在一定压力和温度下加热固化成型,或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型,最后脱模得到复合材料制品。    


手工铺贴方法的优点是可使蒙皮厚度有大的变化,进行局部加强,嵌入接头用的金属加强片,形成加强筋和蜂窝夹芯区等。 手工铺层的缺点是生产效率低、成本高,不适应大批量生产和大型复杂复合材料制件的生产要求。  目前,手工铺层使用了许多专用设备来控制和保证铺层的质量,如复合材料预浸料自动剪裁下料系统和铺层激光定位系统等,即采用专门的数控切割设备来进行预浸料和辅助材料的平面切割,从而将依赖于样板的制造过程转变为可根据复合材料设计软件产生的数据文件进行全面运作的制造过程。


挤出成型又称为挤塑,在加工中利用液压机压力在模具本身的挤出称压出。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热融化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。        


挤出成型技术采用有隔离衬纸的单向预浸带,其裁剪、定位、铺叠、辊压均采用数控技术自动完成,由自动铺带机实现。多轴龙门式机械臂完成铺带位置的自动控制,铺带头上装有预浸带输送和切割系统,根据待铺放工件边界轮廓自动完成预浸带的铺放和特定形状位置的切割。预浸带在加热状态时,在压辊的压力作用下铺叠到模具表面。        

随着自动铺带设备、编程、计算机软件、铺带技术以及材料的进一步发展,自动铺带的效率变得更高,性能更可靠,操作性更友好。与手工相比,先进铺带技术可降低制造成本的30%~50%


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