聚合物基复合材料成型工艺.ppt

第6章 聚合物基复合材料成型工艺 1. 工艺过程 拉挤成型 6.2 各种成型工艺方法简介 排纱 浸胶 预成型 固化成型 牵引 切割 产品 树脂：不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、ABS、 PA、PC 纤维：无捻玻纤初纱、连续纤维毡、碳纤、芳纤、 双向或三向织物 第6章 聚合物基复合材料成型工艺 2. 原材料 拉挤成型 6.2 各种成型工艺方法简介 3. 型材类型 工字形、槽形、角形、异型截面 4. 工艺特点 ①连续成型，制品长度不受限制； ②产品纵向力学性能突出，产品性能稳定； ③制造成本低，自动化程度高，生产效率高 将纤维和树脂置于旋转模内表面，借助模具转动的离心 力将物料压紧，并排除其中的空气，固化后得到产品。 第6章 聚合物基复合材料成型工艺 1. 工艺过程 离心浇注成型 6.2 各种成型工艺方法简介 产品厚度均匀，外表光洁。 2. 特点 第6章 聚合物基复合材料成型工艺 复合材料固化=树脂固化 一、固化过程 6.3 复合材料固化过程 凝胶： 定型： 熟化： 从粘流态到树脂凝胶态 树脂体系成为一个支化的巨大网络分子，从分子链运动到链段运动 玻璃态内部固相反应 凝胶 高弹态 玻璃态 体型结构，链段运动冻结 提高温度进行后处理，交联密度增大 第6章 聚合物基复合材料成型工艺 1. 固化工艺参数 二、固化工艺参数的确定 6.3 复合材料固化过程 温度、时间、压力 2. 固化过程检测方法 ①红外光谱法（IR）； ②差示扫描量热法（DSC）； ③动态介电分析法（DDA）； ④动态力学分析法（DMA） 结构变化（官能团浓度） 状态变化（焓变） 固化过程（电容C-t） 固化过程（力学性能-时间） 第6章 聚合物基复合材料成型工艺 二、固化工艺参数的确定 6.3 复合材料固化过程 2. 固化过程检测方法 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 流动模型：树脂流动特性 热化学模型：树脂体系吸热、放热过程 空隙模型：成型缺陷 内应力模型：收缩应力、热应力 三、真空袋-热压罐成型 袋压成型 3. 真空封装材料铺叠顺序 专家系统：控制热压罐成型工艺过程 固化模型 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 三、真空袋-热压罐成型 袋压成型 4. 工艺参数 固化温度、时间：取决于树脂体系和制件厚度； 升温速率 固化压力：排除过剩树脂，使制件密实； 加压时机 真空度：排除夹杂空气和挥发物 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 1. 定义 模压成型 将复合材料片材或模塑料放入金属对模中，在温度和压力作用下，材料充满模腔，固化成型，脱模制得产品的方法。 2. 特点 ①生产效率较高，制品尺寸准确，表面光洁，产品无需二次加工，易于机械化、自动化； ②模具设计制造复杂，压机及模具投资高，产品尺寸受设备限制，只适于大批量中小型制品。 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 3. 工艺流程 模压成型 1）模压料估算 模具预热 涂刷脱模剂 装模 压制 模压料称量 预热 脱模 后处理 检验 制品 r：制品密度 V：体积 a:物料损失系数(3%~5%) 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 3. 工艺流程 模压成型 2）工艺参数 A. 温度 装模温度：取决于模压料品种，制品结构和生产效 率（快速成型80℃以上，一般室温~90 ℃） 升温速度：10 ℃/h~ 30 ℃/h 最高模压温度 固化温度（温度过低，固化不完全；过高，局部固化，中间固化不良） 保温时间 固化反应时间不稳定，导热时间 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 3. 工艺流程 模压成型 2）工艺参数 B. 压力 作用：克服模压料之间以及与模腔间的摩擦，物料充 满模腔；压紧制品，保证形状和尺寸 加压时机：树脂激烈反应放出大量气体之前 a. 凭经验（树脂拉丝）；b. 树脂凝胶温度；c. 气体释放量 放气充模（加压、卸压、反复几次） 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 3. 工艺流程 模压成型 3）预热和预成型 预热作用：改善工艺性能，提高模压料温度，缩短固化时间，降低成型压力； 预热方法：加热板、红外线、电烘箱、高频、远红外 60~100℃，30min C. 预成型（室温下预先压制）：缩短生产周期，提高生产效率及制品性能 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 一、 工艺流程 层压成型 1）胶布裁剪（下料） 连续切割，手工裁剪，d≥9mm厚板，胶布纬向比横板窄5~10% 2）配叠（排版或配布） ①每块