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拉挤成型工艺及应用

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拉挤成型工艺及应用

一、概述和发展历史

拉挤成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续玻璃纤维束、带或布等,在牵引力的作用下,通过挤压模具成型、固化,连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。这种工艺最适于生产各种断面形状的玻璃钢型材,如棒、管、实体型材(工字形、槽形、方形型材)和空腹型材(门窗型材、叶片等)等。

拉挤成型技术是一种以连续纤维及其织物或毡类材料增强型材的工艺方法。基本工艺过程,增强材料在外力的牵引下,经浸胶、预成型、热模固化、在连续出模下经定长切割或一定的后加工,得到型材制品。

第一个拉挤成型工艺技术专利于1951年在美国注册。直到60年代,其应用也十分有限,主要制作实芯的钓鱼杆和电器绝缘材料等。60年代中期,由于化学工业对轻质高强、耐腐蚀和低成本的迫切需要,促进了拉挤工业的发展,特别是连续纤维毡的问世,解决了拉挤型材横向强度问题。70年代起,拉挤制品开始步入结构材料领域,并以每年20%左右的速度增长,成为美国复合材料工业十分重要的一种成型技术。从此,拉挤成型工艺也随之进入了一个高速发展和广泛应用的阶段。与此同时,国内也开始关注起拉挤成型工艺这一新型技术。

随着拉挤产品应用领域的不断拓展,人们对拉挤工艺有了全新的认识,从80年代起,秦皇岛玻璃钢厂、西安绝缘材料厂、哈尔滨玻璃钢研究所、北京玻璃钢研究设计院,武汉工业大学先后从英国PUITREX公司,美国PTI公司引进拉挤成型工艺设备。此外河北冀县中意玻璃钢有限公司从意大利TOP Glass公司引进5条拉挤生产线,其中有一条是我国首家引进的光缆增强芯拉挤设备,其拉挤速度可达15-35 m/min。

在借鉴和消化国外先进技术的基础上,业内人员不断研究新工艺,开发新产品,从而有力地推动了国内拉挤成型工业,目前这一技术正在向高速度、大直径、高厚度、复杂截面及复合成型的工艺方向发展。

二、拉挤工艺过程

1 拉挤工艺

拉挤成型工艺是指将浸溃了树脂的连续纤维粗纱经加热模拉出形成预定截面型材的过程。在拉挤成型工艺的发展中,有三种同时发展起来的工艺:

(1)隧道炉拉挤工艺该工艺是把玻纤粗纱或类似的增强材料牵引穿过树脂浴后,经过整形套管除去包藏的空气和多余的树脂达到预定的直径,然后牵引穿过隧道炉并悬空连续固化得到最终产品。

(2) 间歜成型拉挤工艺该工艺是把增强纤维牵引穿过树脂浸溃槽并进入对分式阴模,在脖止状态下由模外加热固化。通常模具的进入端要冷却以防树脂固化.当一段增强纤维上的浸溃树脂完全固化后,打开模具再把下一段牵引到模中。

(3) 高频或微波加热拉挤工艺该工艺与上述两种方法类似,但采用高銕或微波加热,这种方法树脂固化速度快,在模内即可固化。

由于70年代初连续纤维毡的问世解决了拉挤型材的横向强度问题,使拉挤成型工艺获得高速发展。现今的拉挤工艺过程增强材料(玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤维连续毡及玻璃纤维表面毡等)在拉挤设备牵引力的作用下,在浸胶槽里得到充分浸渍后,经过一系列预成型模板的合理导向,得到初步定型,最后进入被加热的金属模具,在一定温度作用下反应固化,从而得到连续的、表面平滑、尺寸稳定且高强度的复合材料型材。

图1拉挤成型工艺流程图

2 材料

拉挤成型工艺中使用的材料包括树脂、增强材料、无机填料和内脱模剂等。

拉挤成型工艺使用的树脂与其它复合材料成型工艺使用的树脂不同。国外已推出的可

用于拉挤工艺的树脂如表1所示。

拉挤成型工艺使用的增强材料有玻璃纤维.石墨纤维、芳纶纤维、硼纾维和混杂纤维等。国外使用的增强材料见表2。

在拉挤工艺中适当加入填料可提高树腊基体的酎热性,降低树腊收缩率,改善拉挤制品表面性能和降低成本。还可賦予拉挤制品阻燃、耐化学腐蚀或电绝缘等功能。

表1拉挤工艺用树脂

表2拉挤成型工艺用增强材料

3拉挤成型工艺设备

实现拉挤工艺的设备主要是拉挤机,拉挤机一般可分为卧式和立式两类。卧式拉挤机结构较为简单,操作方便,对生产车间结构没有特殊的要求。而且各种固化成型方法(热模法、高频加热固化、熔融金属加热固化及薄膜包覆固化等)都可以在卧式拉挤机上实现,因此在拉挤工业中应用的较多。而立式拉挤机的工作特点,各工序均沿垂直方向布置,主要用于制造空心型材,这是由于在生产空心型材时,芯模仅为一端支承,另一端为自由无支承端,因此立式拉挤机不会因为芯模悬臂下垂,而造成制品壁厚不均匀。但这种拉挤机由于局限性较大,生产的产品单一,已经很少使用或不再使用。无论是卧式还是立式拉挤机,它们都主要由送纱装置、浸渍装置、成型模具与固化装置、牵引装置、切割装置等五部分组成,它们对应的工艺过程分别是排纱、浸渍、入模、固化、牵引及切割等工序。

4 成型工艺条件

拉挤成型工艺必须选择合适的模内温度设置点,设定合适的顸热温度和牵引速度。图2为拉挤装置的加热部分和模具的示意图。图2中,拉挤模具分为三个区,在第一区内,树脂与增强材料的混合物进入预热模具,混合物被加热后,模腔内液压提高。在第二区内,树脂幵始反应,从粘稠液态固化为凝胶状,再变为橡胶状材料。当树脂固化为固态产品时,体积收缩使压力下降,产品从模具表面脱离下来。在第三区内,部分固化的复合材料继续固化完全。

1 一摸具;2—复合材料;3-绝热层金属平板; 5 —第一加热区;6—第二加热区:7—苇三加热区

图2拉挤装置的加热部分与模具部分

三、拉挤成型工艺特点及应用与发展

拉挤成型工艺具有许多特点:首先体现在自动化程度和原材料利用率较高,生产效率显著,制品性能优异,尺寸、质量稳定:其次制品表面平滑美观、形状的可设计性非常强;环境污染较小。基于拉挤成型工艺的独特性能,因此可以取代金属、塑料、木材、陶瓷等制品,广泛应用于化工、石油、建筑、电力、交通、娱乐、市政工程等领域。典型的产品有:槽钢、工字钢、各种形状的实芯杆和空芯杆、地铁护罩、基板、抽油杆、格栅、绝缘杆、钓鱼杆、帐篷杆及电工梯等。

拉挤成型工艺作为一种自动化连续生产的复合材料成型工艺方法,类似于金属的挤出工艺,其主要优点是制造速度快,拉挤成型材料的利用率为95% C手糊成型材料的利用率仅为75%。用拉挤成型方法制成的拉挤制品具有高强、轻量(钢的20% ?钔的 60%)、较少或不需维修、耐化学腐蚀、酎老化、耐紫外线降解、尺寸稳定、表面光滑、易着色、无磁性、电磁透过性好、易于加工、可机械连接或胶接等特性拉挤制品与其它成型方法成型制品的不同之处主要是,可大批量生产;生产率高,成本低;制品纤维含鼋高.强度和刚度高,?制

品可复制性好;产品为直线型柱体。拉挤制品在工业发达国家已广泛应用于电气、建筑、交通及航天航空等领域。表3为一些工业发达国家使用拉挤制品的例子。

表3拉挤制品在工业发达国家的用途

随着拉挤成型工艺的不断发展,人们已能制作 m宽的拉挤型材。近期又相继发展了拉挤缠绕组合工艺(用于制造管形结构产品)和曲面拉挤工艺 (PuUonniiig,用于制造汽车板簧、工具手柄等)。新近开发的具有大功率、大截面拉挤能力的Pulmaster 18-36-0型拉挤机,最大牵引力为10 t,产品截面积可达450 mmX 、900 mm以上。

我国哈尔滨玻璃钢研究所80年代中期就引进了拉挤设备,并对拉挤设备、拉挤模具、拉挤材料、拉挤工艺全方位地开展了较深入的研究,取得了一定的成果,其拉挤成型技术在国内居领先地位。现在国内已先后引进了二十多条拉挤生产线。对于拉挤成型,有关专家指出,目前国内尚存在原材料不配套,大部分靠进口,模具制造技术水平较低,对拉挤工艺科学研究不够深入等问题,今后应紧紧抓住拉挤市场开发的机遇,发挥这些先进拉挤设备的作用,促进拉挤成型工艺在我国的发展。

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复合材料加工工艺综述

复合材料加工工艺综述 前言: 复合材料(Composite materials),是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。 复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。 复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用,代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为:①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄;芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。 60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,其比强度大于4×106厘米(cm),比模量大于4×108cm。为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属

复合材料工艺大全

复合材料工艺大全 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽,复合材料工业得到迅速发展,老的成型工艺日臻完善,新的成型方法不断涌现,目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种,并成功地用于工业生产。如: (1)手糊成型工艺--湿法铺层成型法; (2)喷射成型工艺; (3)树脂传递模塑成型技术(RTM技术); (4)袋压法(压力袋法)成型; (5)真空袋压成型; (6)热压罐成型技术; (7)液压釜法成型技术; (8)热膨胀模塑法成型技术; (9)夹层结构成型技术; (10)模压料生产工艺; (11)ZMC模压料注射技术; (12)模压成型工艺; (13)层合板生产技术; (14)卷制管成型技术; (15)纤维缠绕制品成型技术; (16)连续制板生产工艺; (17)浇铸成型技术; (18)拉挤成型工艺; (19)连续缠绕制管工艺; (20)编织复合材料制造技术; (21)热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺; (22)注射成型工艺; (23)挤出成型工艺; (24)离心浇铸制管成型工艺; (25)其它成型技术。 视所选用的树脂基体材料的不同,上述方法分别适用于热固性和热塑性复合材料的生产,有些工艺两者都适用。

复合材料制品成型工艺特点:与其它材料加工工艺相比,复合材料成型工艺具有如下特点: (1)材料制造与制品成型同时完成 一般情况下,复合材料的生产过程,也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计,因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时,都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。 (2)制品成型比较简便 一般热固性复合材料的树脂基体,成型前是流动液体,增强材料是柔软纤维或织物,因此用这些材料生产复合材料制品,所需工序及设备要比其它材料简单的多,对于某些制品仅需一套模具便能生产。 ◇成型工艺层压及卷管成型工艺 1、层压成型工艺 层压成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后,放入两个抛光的金属模具之间,加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在,印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。 层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材,具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点,但一次性投资较大,适用于批量生产,并且只能生产板材,且规格受到设备的限制。 层压工艺过程大致包括:预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。 2、卷管成型工艺 卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品成型方法,其原理是借助卷管机上的热辊,将胶布软化,使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下,辊筒在运转过程中,借助辊筒与芯模之间的摩擦力,将胶布连续卷到芯管上,直到要求的厚度,然后经冷辊冷却定型,从卷管机上取下,送入固化炉中固化。管材固化后,脱去芯模,即得复合材料卷管。

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先进复合材料主要制造工艺和专用设备 中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟 中国航空工业发展研究中心 陈亚莉 先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点,是理想的航空结构材料,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。本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。 复合材料在飞机上的应用 随着复合材料制造技术的发展,复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点: (1)复合材料在飞机上的用量日益增多。 复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示,世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。A380上复合材料用量约30t。B787复合材料用量达到50%。而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势,近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。 (2)应用部位由次承力结构向主承力结构发展。 最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。目前,复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升,由此带来的经济效益非常显著,也推动了复合材料的发展。 (3)在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。 飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多,如A380和B787飞机上的机身段,球面后压力隔框等,均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透(RFI)工艺制造。 (4)复合材料构件的复杂性大幅度增加,大型整体、共固化成型成为主流。 在飞机上大量采用复合材料的最直接的效果是减重,复合材料制件

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复合材料整体成型关键技术现状分析研究 摘要:复合材料具有减轻结构重量,适合整体成型,提升结构安全性,降低生产成本等诸多优势,目前复合材料已经成为航空工业的研究热点,未来航空市场的竞争,很大一部分也是先进复合材料应用的竞争,目前在这块市场上,我国的基础实力较为薄弱,而发达国家对于先进的复合材料技术对我国高度保密,因此充分利用专利信息,研究复合材料整体成型技术的发展现状具有非常重要的意义。本文从专利的角度对航空复合材料整体成型技术的应用进行了分析,并从几个关键技术点上进行重点专利分析,以期能给复合材料的研发应用提供指导。 关键词:复合材料自动铺放液态成型热压罐真空袋挤压成型 中图分类号:tb33 文献标识码:a 文章编号: 1674-098x(2011)12(a)-0000-00 复合材料整体成型技术正广泛的应用在航空航天及其他技术领域,由于复合材料的整体成型具有降低制造成本,减轻结构重量,提升航天器的经济环保性等诸多优点。飞机上的复合材料使用量已经成为衡量其先进性的重要标准[1]。 飞机设计领域向来有为减轻每1g重量而奋斗的原则,因此发展复合材料成型技术的符合民机技术发展的趋势,也反映了目前低碳节能,绿色环保的飞机设计理念的要求。

目前如空客公司的a350,波音公司的b787的复合材料的用量已经达到了50%。当前各国都将先进复合材料制造技术作为研发重点,而从“产品未动,专利先行”的角度出发,大量复合材料技术都可以在专利文献中找到,因此积极利用专利信息开展现状分析,挖掘具有借鉴价值的专利具有十分积极的意义。 1复材整体成型技术发展概况 现代先进复合材料起源于20世纪60年代,70年代复合材料开始应用在飞机结构上,复合材料的加入对飞机结构轻质化、模块化起着中重要的作用。近年来先进复合材料在现代飞机上的用量不断扩大,已经成为铝,钢、钛之外的第四大航空结构材料[2]。复合材料整体成型技术经过了几个阶段的发展,已经逐渐从次承力件过度到主承力件,波音空客两大民机巨头在民机市场竞争 日趋激烈,在复合材料方面也不断抢占技术制高点,推出的机型中无一不把提高复合材料用量作为经济性,先进性的象征性指标。从专利领域来看,近几年两大航空企业的复合材料相关专利的申请量也在不断剧增,波音公司凭借其一直以来在复合材料应用领域的雄厚基础,申请了大量极具技术价值的基础专利,同时针对这些基础专利不断进行改进形成新的专利申请。空客公司作为后起竞争者凭借欧洲航空工业在复材领域的雄厚基础,不断进行大胆创新,在该领域申请的大量的专利也大有后来居上的态势。可见现代民机企业都在不遗余力的提升复合材料的研发力度。 当前复合材料的成型技术主要包括真空袋-热压罐成型技术,自

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展-囝1为现今的拉挤成型工艺流程示意图。 拉挤成型工艺及应用 黄克均张建伟 .济南250031) 内容提要概述拉挤成型工艺及其应用前景,通过对拉挤成?工艺与其它复合材料加工工艺的 比较,阐述了拉挤戋型工艺的特点和这种新的复合材料加工工艺在航空、躭天、交通、电气、化工和建 筑等领域的发展潜力。 关键词拉挤成5复合杈枰树脂材料工艺应明 1前言 拉挤成型工艺是复合材料的主要成型工艺方法 之一。用拉挤成型工艺可以全自动地生产不变截面 的棒、板,如c 型槽(板)、丨型梁、圆柱棒、j 型棒等。 最初的拉挤制品是钓鱼竿和电机檜楔等。自70年代 以来,拉挤成型工艺不断完善,拉挤成型制品应用范 围已遍及航天,航空、交通、建筑、化工和电气等各个 领域,甚至用来制造桥梁结构架、汽车和轮船传动轴 等主承力结90年代初拉挤制品的世界年产量 为复合材料总年产量的3%?5%,达9万?15万t, 其中美国占一半左右。拉挤制品的年增长率达到 10%?15%,是复合材料制品中增长最快的- 种[卜 2拉挤工艺过程 21拉挤工艺 拉挤成型工艺是指将浸溃了树脂的连续纤维粗 纱经加热模拉出形成预定截面型材的过程。在拉挤 成型 工艺的发展中,有三种同时发展起来的工艺: (1) 隧道炉拉挤工艺该工艺是把玻纤粗纱或 类似的增强材料牵引穿过树脂浴后,经过整形套管 除去包藏的空气和多余的树脂达到预定的直径,然 后牵引穿过隧道炉并悬空连续固化得到最终产品。 (2>间歜成型拉挤工艺该工艺是把增强纤维 牵引穿过树脂浸溃槽并进入对分式阴模,在脖止状 态下由模外加热固化。通常模具的进入端要冷却以 防树脂固化.当一段增强纤维上的浸溃树脂完全固 化后,打开模具再把下一段牵引到模中。 (3)高频或微波加热拉挤工艺该工艺与上述 两种方法类似,但采用高銕或微波加热,这种方法树 脂固化速度快,在模内即可固化。 由于70年代初连续纤维毡的问世解决了拉挤 型材的横向强度问题,使拉挤成型工艺获得高速发 1一纱团架>2纤维控制系统,3树脂浸溃槽; 4 加热的模具,5牵引机,6切割锯 图1拉挤成 型工艺流程图 通常拉挤过程包括纤维粗纱自纱团架经纤维控 制系统向前牵引,在浸溃槽中用适宜的浸溃树脂浸 润并整理,将合在一起的浸溃过树脂的纤维束穿过 成型模.使已成型的浸溃了树脂的预浸件穿过拉挤

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复合材料成型工艺大全及说明 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽,复合材料工业得到迅速发展,老的成型工艺日臻完善,新的成型方法不断涌现,目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种,并成功地用于工业 生产。 视所选用的树脂基体材料的不同,各方法适用于热固性和热塑性复合材料的生产,有些工艺两者都适用。复合材料制品成型工艺特点:与其它材料加工工艺相比,复合材料成型工艺具有如下特点: (1)材料制造与制品成型同时完成一般情况下,复合材料的生产过程,也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计,因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时,都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。(2)制品成型比较简便一般热固性复合材料的树脂基体,成型前是流动液体,增强材料是柔软纤维或织物,因此用这些材料生产复合材料制品,所需工序及设备要比其它材料简单的多,对于某些制品仅 需一套模具便能生产。 ◇ 层压及卷管成型工艺1、层压成型工艺层压 成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后,

放入两个抛光的金属模具之间,加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在,印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材,具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点,但一次性投资较大,适用于批量生产,并且只能生产板材,且规格受到设备的限制。层压工艺过程大致包括:预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。2、卷管成型工艺卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品 成型方法,其原理是借助卷管机上的热辊,将胶布软化,使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下,辊筒在运转过程中,借助辊筒与芯模之间的摩擦力,将胶布连续卷到芯管上,直到要求的厚度,然后经冷辊冷却定型,从卷管机上取下,送入固化炉中固化。管材固化后,脱去芯模,即得复合材料卷管。卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。其基本过程是:首先清理各辊筒,然后将热辊加热到设定温度,调整好胶布张力。在压辊不施加压力的情况下,将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈,然后放下压辊,将引头布贴在热辊上,同时将胶布拉上,盖

拉挤工艺

摘要 乙烯基酯树脂拉挤工艺(简称VER Pultrusion Process)是国内外近年来迅速发展的一种低成本高品质复合材料制造技术,其制品以独特的性能而被广泛应用于结构、防腐、电力、建筑等诸多领域。但对其工艺的研究论文少见发表,有些VER拉挤产品性能也名不符实,本文依此而立。 本文在拉挤工艺共性理论的指导下,通过对VER分子结构及其固化行为的分析,采用“特殊”SPI凝胶试验法,在大量试验的基础上确定VER拉挤配方初型和最佳成型温度区域,再通过10mm棒在线试验,以“性能容忍速度”恒大于等于“工作效率容忍速度”作为指标来确定其工艺参数,并通过成型物中心温度在线测量对配方及工艺参数的合理性进行验证。并在前人大量工作的基础上对VER拉挤工艺过程进行了数值模拟。通过用户委托产品验证,本文配方和工艺参数设计过程及结论对VER拉挤工艺具有一定的指导作用。 1. 模具温度设置采用前低后高对VER拉挤工艺来说是合理的,与VER固化过程的先快后慢相对应。 2. 每一树脂配方体系都有最佳成型温度区域,并不是越高越好,在某一温度范围内体系的反应速率并不是温度的增函数。 3. 为了提高VER的拉挤速度,固化剂的总量在UPR的基础上提高一个百分点是可行的。钴盐催化体系对提高生产效率很有帮助,但模具入口的冷却及适量阻聚剂的加入很有必要。 4. 本文的拉挤配方及工艺参数对壁厚少于10mm的VER拉挤制品只要稍加调整可以采用。 5. 拉载模型的建立对选择拉挤机的工作参数具有一定的指导意义。 目录 第一章绪论 §1.1 课题来源及其意义 §1.2 国内外的研究现状及发展 §1.3 本文的工作重点 第二章UPR拉挤工艺介绍及VER拉挤工艺预测 §2.1 UPR拉挤工艺介绍

复合材料工艺与设备复习资料

《复合材料工艺与设备》简答与论述(▲为重点内容) 1原材料 (1)GF生产工艺中,浸润剂分为哪几种类型?它们的作用是什么?(概念题里有详解) (2)▲根据CF原丝的选择原则,生产CF常用的原丝种类有哪些?(聚丙烯睛纤维,沥青纤维,粘胶纤维) 2、手糊成型工艺 (1)▲根据手糊成型的工艺特点,说明对增强纤维和基体树脂的选择原则及常 用GF制品和树脂的种类?P12-14 (2)GFR高级模具的基本要求?如何制备GFRP高级模具?P17-19 (3)▲手糊成型工艺对外脱模剂的基本要求?并举例说明外脱模剂的主要类型 及应用特点?P20-21 (4)▲分析手糊成型工艺GFR制品常见缺陷的原因如:表面发粘、气泡、流胶、胶衣层起皱、分层、固化不完全等。P29-31 3、RTM喷射、热压釜工艺 (1)喷射成型有哪几种形式?P32 (2)喷射成型中垂流与浸渍不良原因是什么?如何防治?P35 (3)热压釜主要结构及装置有哪些?P41 (4)▲与其他工艺相比,RTM t哪些特点?P49 (5)何为RIM RRIM SRIM工艺?(分别是反应注射模塑、增强型反应注射模塑、结构反应注射模塑)P51-54 4、夹层结构工艺 (1)GFR夹层结构的特点及应用。P56-57 (2)聚氨酯泡沫塑料夹芯材料的生产原理。P66-68 (3)金属蜂窝夹芯材料的生产流程。P61 (4)蜂窝夹层结构生产中常见问题和解决方法。P64 (5)泡沫夹层结构通常有哪几种制造方法。P66 5、模压成型工艺 (1)▲ SM(树脂糊包括哪些基本组分?P83 (2)SMC中内脱模剂种类有哪些?作用机理如何?P91 (3)▲ SMC常用增稠剂的化学增稠机理如何?P86 (4)▲ SMC中低收缩添加剂的作用机理如何?P87 6、层压成型工艺 (1)层压板的主要类型?P135 (2)▲胶布生产的工艺参数?质量指标?以及相互关系?P136-139

高性能复合材料拉挤成型工艺技术.ppt

高性能复合材料拉挤成型工艺技术聚氨酯拉挤技术需改进之处: 1 玻纤的处理 2 注射箱的设计 3 模具方面的特征 4工艺参数 5 机器设计 聚氨酯拉挤设备简介及运用

玻纤处理在玻纤中的水分可导致表面起泡 筒子架成形区域 灌注/钢型 辐射加热

玻纤中水分导致表面水泡的应对措施 检查下多余的水汽和溶剂是否是在混合过程中或由于不正确的加热而导致。水和溶剂在放热过程中会沸腾蒸发,造成表面的气泡或气孔。 降低线速,和/或升高模温,通过增加表面树脂硬度来更好地克服这个问题。 使用表面罩或表面毡。这将加固表层树脂,有助消除气泡或气孔。水式水蒸气会和材料起反应,改善生产环境,纱房抽湿处理。

低压注射优点: ?用尼龙或高密度聚乙烯制成?加工设计相对简单 -成本低 ?可以适用现有的模具 -适合研发用 ?质轻,方便处理

Vestibulum ante ipsum primis in faucibus orci luctus et ultrices posuere cubilia Curae; Donec velit neque, auctor sit amet aliquam vel, ullamcorper sit amet ligula. Nulla quis. 高压注射 入口 出口 优点: ?可实现增强纤维的完全浸渍?复杂的截面 ?连续毡、针织毡、复合毡等?没有多余的树脂?更长的操作窗口期 缺点: ?费用?时间?重量 ?不适合研发 设计要求 ?不锈钢 ?根据模具定型

模具特征比普通模具更严格 PU模腔尺寸的允许偏差不能超过0.001英寸。 需要镀铬后重新打磨。 在有负锥度或类似阻塞的情况下聚氨酯不能平稳穿过模具。 正锥度可能导致堵模。 加热管内部热电偶紧密公差集成散热

复合材料的手糊成型工艺

毕业设计报告(论文) 报告(论文)题目:聚合物基复合材料手糊成型工艺 作者所在系部:材料工程系 作者所在专业:高分子材料应用技术 作者所在班级: 07841 作者姓名:赵向男 作者学号: 20073084128 指导教师姓名:彭燕 完成时间: 2010年5月25日 北华航天工业学院教务处制

随着社会科技与经济的飞速发展,复合材料在国内外有很大的应用与发展,并且在各个领域占据了越来越重要的地位。复合材料的成型工艺方法很多,本文着重介绍手糊成型工艺方法的特点、工艺流程以及成型过程中遇到的问题和解决方法等。 关键字:复合材料手糊成型工艺流程。

Along with the social economy and the rapid development of science and technology, composite materials at home and abroad, has great development and application in different fields and occupy a more and more important role. Composites forming process, this paper introduces many methods to hand lay-up molding method, process and molding process problems and solving methods. Key words: composite materials molding paste hand process.

拉挤成型工艺及应用

54 工程塑料应用 1的7年,第25卷,第3期 ? 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 展-囝1为现今的拉挤成型工艺流程示意图。 拉挤成型工艺及应用 黄克均张建伟 (第五三研究所.济南250031) 内容提要概述拉挤成型工艺及其应用前景,通过对拉挤成?工艺与其它复合材料加工工艺的 比较,阐述了拉挤戋型工艺的特点和这种新的复合材料加工工艺在航空、躭天、交通、电气、化工和建 筑等领域的发展潜力。 关键词拉挤成5!复合杈枰树脂材料工艺应明 1前言 拉挤成型工艺是复合材料的主要成型工艺方法 之一。用拉挤成型工艺可以全自动地生产不变截面 的棒、板,如c 型槽(板)、丨型梁、圆柱棒、j 型棒等。 最初的拉挤制品是钓鱼竿和电机檜楔等。自70年代 以来,拉挤成型工艺不断完善,拉挤成型制品应用范 围已遍及航天,航空、交通、建筑、化工和电气等各个 领域,甚至用来制造桥梁结构架、汽车和轮船传动轴 等主承力结构件。90年代初拉挤制品的世界年产量 为复合材料总年产量的3%?5%,达9万?15万t, 其中美国占一半左右。拉挤制品的年增长率达到 10%?15%,是复合材料制品中增长最快的- 种[卜 2拉挤工艺过程 2- 1 拉挤工艺 拉挤成型工艺是指将浸溃了树脂的连续纤维粗 纱经加热模拉出形成预定截面型材的过程。在拉挤 成型工艺的发展中,有三种同时发展起来的工艺: (1) 隧道炉拉挤工艺该工艺是把玻纤粗纱或 类似的增强材料牵引穿过树脂浴后,经过整形套管 除去包藏的空气和多余的树脂达到预定的直径,然 后牵引穿过隧道炉并悬空连续固化得到最终产品。 (2>间歜成型拉挤工艺该工艺是把增强纤维 牵引穿过树脂浸溃槽并进入对分式阴模,在脖止状 态下由模外加热固化。通常模具的进入端要冷却以 防树脂固化.当一段增强纤维上的浸溃树脂完全固 化后,打开模具再把下一段牵引到模中。 (3)高频或微波加热拉挤工艺该工艺与上述 两种方法类似,但采用高銕或微波加热,这种方法树 脂固化速度快,在模内即可固化。 由于70年代初连续纤维毡的问世解决了拉挤 型材的横向强度问题,使拉挤成型工艺获得高速发 1 一纱团架> 2 —纤维控制系统, 3 —树脂浸溃槽; 4 —加热的模具, 5 —牵引机, 6 —切割锯 图1拉挤 成型工艺流程图 通常拉挤过程包括纤维粗纱自纱团架经纤维控 制系统向前牵引,在浸溃槽中用适宜的浸溃树脂浸 润并整理,将合在一起的浸溃过树脂的纤维束穿过 成型模.使已成型的浸溃了树脂的预浸件穿过拉挤 模等过程= 2- 2 材料 拉挤成型工艺中使用的材料包括树脂、增强材 料、无机填料和内脱模剂等[14〕。 拉挤成型工艺使用的树脂与其它复合材料成型 工艺使用的树脂不同。国外已推出的可用于拉挤工 艺的树脂如表1所示。 拉挤成型工艺使用的增强材料有玻璃纤维.石 墨纤维、芳纶纤维、硼纾维和混杂纤维等。国外使用 的增强材料见表2。 在拉挤工艺中适当加入填料可提高树腊基体的 酎热性,降低树腊收缩率,改善拉挤制品表面性能和 降低成本。还可賦予拉挤制品阻燃、耐化学腐蚀或电 绝缘等功能。 对拉挤工艺使用的无机填料的要求是填料的化 学成分稳定、杂质含量少、吸水率低于0. 5 %、帄均 收稹日期: I996-U-15

复合材料结构及其成型原理

碳纤维复合材料 (西北工业大学机电学院, 陕西西安710072) 摘要:碳纤维复合材料与金属材料相比,其密度小、比强度、比模量高,具有优越的成型性和其他特性,具有极大的发展潜力。本文介绍了碳纤维复合材料的特点及其应用,总结了碳纤维复合材料的成型工艺及每种成型工艺的特点,并从材料和成型两个方面指出了它的发展方向。 关键词:复合材料;碳纤维;成型工艺;工艺流程 Carbon Fiber Reinforce Plastic (School of Mechatronics, Northwes tern Polytechnical University, Xi’an 710072, China) Abstract: Compared to metals, carbon fiber reinforce plastic has great potential for development with lower density, higher specific strength and modulus, and excellent moldability and other characteristics. This article describes the characteristics and applications of carbon fiber reinforce plastic and sum up the manufacturing process of carbon fiber reinforce plastic and their characteristics. Finally, this article points out the development of carbon fiber reinforce plastic from two aspects: material and manufacturing process. Key words: composites; carbon fiber; manufacturing process; process

国内外先进复合材料低成本制造技术的发展现状

国内外先进复合材料低成本制造技术的发展现状 从低成本成型的研发现状看,大致可分为以下5方面的内容:(1)对热固性复合材料一直沿用的方法进行改进和提高效率,如Filament Winding(FW,纤维缠绕)、Pultrusion(拉挤)、 Braiding(编织)、 Tow placement(丝束排布)、自动成套裁剪、预浸材料激光样板切割(Laser template)等自动化技术。(2)湿法工艺技术:RTM、RFI等在纤维增强体的预型件上再注入浸渍树脂。(3)热塑性复合材料的易成型新材料开发及IN-SITU(原位)成型方法:D irect consolidate(直接固结)、Commingled yarn(搀混纱线)、Powder co ated towpreg(粉末涂覆丝束预浸)等新成型方法。(4)不用热压罐的新固化技术,用微波、电子束、超声波、X线等高效率能量的新固化方法。(6)CAD/C AM模拟技术:铺层、浸渍、成型、固化等工序的模型化/模拟技术,有助于保证产品质量,提高生产效率。 低成本成型技术当前发展的主流是湿法成型技术,也称液体模塑成型技术(简称LCM),主要有树脂传递模塑、真空辅助树脂传递模塑(VARTM)、树脂渗透成型工艺(SCRIMP)和结构反应注射模塑等。其中最重要的是树脂传递模塑技术(RTM)以及由此而发展起来的VARTM。RTM免除了将纤维制成预浸料,再切割成层片然后再铺叠成预型件的过程,摆脱了大投资的热压罐,工艺易于实现自动化,具有生产周期短、劳动力成本低、环境污染少、制造尺寸精确、外形光滑、可制造复杂产品等优点。是目前国际上发展应用最快,并在航空工业应用最多的低成本技术之一。 从国际上看,美国在湿法成型技术上处于领先地位,特别是在航空航天领域内,在过去十年里,美国应用RTM技术的增长率为20-25%。据美国塑料工程学会预测,在今后五年里美国应用RTM技术的增长率将提高到30-32%。美国基本形成了RTM有关的材料体系、制造工艺、技术装备和验证系统,并在武器装备上得

拉挤成型工艺参数介绍

来源于:注塑塑料网https://www.doczj.com/doc/e65185691.html, https://www.doczj.com/doc/e65185691.html, 拉挤成型工艺参数介绍 一、国外玻璃钢拉挤成型工艺概况 随着玻璃钢拉挤制品应用领域不断扩大,国外拉挤制品的规格品种也越来越多。目前除L型、O型、U型、平板型、中空或实芯等标准拉挤制品形状外,还可生产出根据客户所要求的各种异形结构。有些多孔腔制品的芯材,现在也已实现标准化了。拉挤复合材料制品的尺寸,小的只有几个平方毫米,大的如桥梁桥面用的拉挤制品,可达几十平方米。 玻璃钢拉挤成型工艺所使用的增强材料品种也很多,如玻璃纤维无捻粗纱、毡、薄布或玻纤织物,碳纤维、芳纶纤维以及它们的织物等。拉挤成型所使用的基体树脂材料,有热塑性树脂和热固性树脂两大类。聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂和酚醛树脂等热固性树脂,常用于批量较大的拉挤制品的生产;而热塑性树脂基体,正处于开发生产的阶段。 目前,水平拉挤的标准型设备,一般为20~30m长,最大宽度约1.5m。这种标准型设备生产线进入端系一玻璃纤维的供纱库,其后是经干燥的或预热过的玻璃纤维纱,经过热固性树脂的浸胶槽,在模具内成型,加热后固化。 通常,在成型模具和拉引器之间有一个比较长的距离,玻璃钢制品可以在该段距离内,完成固化过程并逐渐冷却。生产线上使用夹具夹住制品从拉挤模具中,把玻璃钢制品拉引出来。最后由切割机,把拉挤制品切割成定长制品。 二、玻璃钢拉挤成型的工序及其控制参数 玻璃钢拉挤成型工艺,共有8道工序:纺捻、预浸渍、加热、制品固化及尺寸的校准测量、冷却、拉引和切割。通常,各个工序都有一个可在一定范围内调整的工艺参数。这些工艺参数,有些可以通过拉挤设备直接进行调整,例如模具的温度、拉引的速度等。但另有些工艺参数,例如拉挤制品的温度、受力状况、树脂的粘度等,则不能够直接通过设备进行调整。 显然,所有的工艺参数都将对拉挤制品的质量,包括机械性能和光学性能等,产生一定的影响。其中最主要的工序,是预浸渍、模塑成型和固化等三道工序。必须指出的是,某一个工序的工艺参数,将对其它工序产生一定的影响,例如拉引速度的快慢,就将对上述三个主要工序产生一定的影响。 由于拉挤成型工艺参数这种相互影响的结果,因而至今尚不可能建立起一套切实可行的工艺模型,以期达到拉挤产品质量的预定的目标。 三、玻璃钢拉挤工艺参数控制元件

浅谈先进复合材料构件成型模具和工装技术发展趋势

浅谈先进复合材料构件成型模具和工装 技术发展趋势 本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意! 复合材料已成为与钛合金、铝合金、合金钢并驾齐驱的四大航空结构材料之一(在B787结构上的用量达总重的50%,A350XWB结构上的用量达总重的52%),其中应用最为广泛的仍然是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维等高性能纤维增强的先进树脂基复合材料(以下简称先进复合材料)。基于先进复合材料的反应特性和满足先进复合材料构件内部质量的特定需求,在先进复合材料构件成型过程中,需要加热、加压和抽真空等外在工艺条件。先进复合材料特别突出的成型特点就是材料成型和构件成型最终同时完成,这就决定了先进复合材料构件的形位精度主要依靠模具工装来保证,而且模具材料和模具结构必须满足易于传热、传压和真空完整性好等要求。 1基于成型工艺条件的模具发展趋势 成型压力 无论是先进热固性树脂基复合材料,还是先进热塑性树脂基复合材料,其成型过程都需要施加外界压

力的压实过程,以排出构件中的空气、压实空隙并实现增强纤维的均匀分布。施加外界压力有几种工艺方式:(1)构件的一面为刚性模具,另一面为依赖气体或液体传压的弹性模具(例如传统热压罐工艺)或依赖机械传压的刚性模具(例如传统模压工艺),这是最常用的方式;(2)以热胀材料为芯模,刚性材料为阴模,构件置于芯模和阴模之间,这种方式用于DC-10飞机方向舵后上段和海豚直升机的水平尾翼;(3)以热膨胀系数高的材料为芯模,热膨胀系数低的材料为阴模,构件置于热膨胀系数差异比较大的芯模和阴模之间;(4)以刚性材料为芯模,热收缩材料为包覆袋,构件置于热膨胀系数差异比较大的芯模和包覆袋之间。 成型温度 不管是热固性树脂基复合材料固化,还是热塑性树脂基复合材料熔化,都需要加热以达到合适的成型温度。复合材料构件的成型模具应当满足加热构件的升温效率和构件温度场分布的均匀性,这种模具按加热方式来划分有几种结构形式:(1)以加热的空气或者惰性气体为传热载体,对“蛋框式”模具加热(以对流换热方式为主,温度较高时热辐射占的份额也比较大);(2)把热电阻和循环水管直接埋入成型模具中,传热方式以热传导为主。

复合材料模压工艺

复合材料模压工艺 复合材料由于其众所周知的优异性能及各种工艺的日益成熟、原材料来源丰富、成本下降、可靠性提高,使其受到用户与生产者双方的青睐,越来越多地取代传统金属材料,我们的时代已进入了复合材料时代。据美国塑料工业协会复合材料所(Society of the Plastics Industry's Instit ute)1997年元月27日发表的年度统计报告表明:1996年美国复合材料的销售量为161万吨,比1995年的158.5万吨增长约1.6%,是复合材料的销售量连续第五年增长。据预测,1997年以及以后五年内复合材料销售量仍会连续增长。 聚合物基复合材料模压成形工艺在各种成形工艺方法中占有重要地位,主要用于异型制品的成形,因而所用的成形压力高于其它工艺方法。 由于模压成形工艺所需设备简单,又能对纤维料、碎布、毡料、层压制品、缠绕制品、编织物进行模压成形,因而被各种规模的复合材料生产企业所普遍采用,复合材料模压工艺也几乎为各生产单位家喻户晓。因此,本文并不打算对模压复合材料制品工艺进行系统介绍,仅就影响复合材料制品质量的一些重要环节谈谈体会,因为就复合材料复杂结构异型件而言,保证质量、提高合格率比一般制件更为重要,难度也更大。 一、对复合材料模压制品质量产生影响的因素 模压成形工艺的基本过程是将一定量的经过一定预处理的模压料放入预热的压模内,施加较高的压力使模压料充满模腔。在预定的温度条件下,模压料在模腔内逐渐固化,然后将制品从压模内取出,再进行必要的辅助加工即得到最终制品。 从上述过程看,完成最终制品涉及的因素有模压料本身、压模模具、加压加温的热压机等;最重要的当是压制工艺,本文将单列一节予以重点讲述;还有工作环境和辅助加工等。 1.模压料 任何形式的模压料(碎布料、毡料、长、短纤维),在装模前均应使其按预定比例与树脂均匀浸渍。对经溶剂稀释的树脂溶液,在浸渍纤维后应充分晾置使溶剂挥发。晾置时间与环境温度湿度有关。 2.压制模具 制品用的模具除应保证在工作压力下的强度、刚度条件以外,主要应考虑能给制品的各部位、各方向较均匀地加上压力。一定的拔模斜度既能保证制品顺利出模,又能起到侧向加压的作用。模具设计尽量使制品整体成形,既可保证制品的强度、刚度,又可减少辅助加工工序和工装模具数量。 在模具上应开有流胶槽使多余的胶料顺利排出。 压模的成型表面应至少进行抛光或镀铬,使光洁度在Δ9以上,以保证顺利脱模。 应在模具靠近型腔部位开设测温孔。 模具本身,必要时考虑设计一定的附件以保证较方便地实现脱模。

拉挤成型工艺参数介绍

拉挤成型工艺参数介绍-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

来源于:注塑塑料网 https://www.doczj.com/doc/e65185691.html, https://www.doczj.com/doc/e65185691.html, 拉挤成型工艺参数介绍 一、国外玻璃钢拉挤成型工艺概况 随着玻璃钢拉挤制品应用领域不断扩大,国外拉挤制品的规格品种也越来越多。目前除L型、O型、U型、平板型、中空或实芯等标准拉挤制品形状外,还可生产出根据客户所要求的各种异形结构。有些多孔腔制品的芯材,现在也已实现标准化了。拉挤复合材料制品的尺寸,小的只有几个平方毫米,大的如桥梁桥面用的拉挤制品,可达几十平方米。 玻璃钢拉挤成型工艺所使用的增强材料品种也很多,如玻璃纤维无捻粗纱、毡、薄布或玻纤织物,碳纤维、芳纶纤维以及它们的织物等。拉挤成型所使用的基体树脂材料,有热塑性树脂和热固性树脂两大类。聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂和酚醛树脂等热固性树脂,常用于批量较大的拉挤制品的生产;而热塑性树脂基体,正处于开发生产的阶段。 目前,水平拉挤的标准型设备,一般为20~30m长,最大宽度约1.5m。这种标准型设备生产线进入端系一玻璃纤维的供纱库,其后是经干燥的或预热过的玻璃纤维纱,经过热固性树脂的浸胶槽,在模具内成型,加热后固化。 通常,在成型模具和拉引器之间有一个比较长的距离,玻璃钢制品可以在该段距离内,完成固化过程并逐渐冷却。生产线上使用夹具夹住制品从拉挤模具中,把玻璃钢制品拉引出来。最后由切割机,把拉挤制品切割成定长制品。 二、玻璃钢拉挤成型的工序及其控制参数 玻璃钢拉挤成型工艺,共有8道工序:纺捻、预浸渍、加热、制品固化及尺寸的校准测量、冷却、拉引和切割。通常,各个工序都有一个可在一定范围内调整的工艺参数。这些工艺参数,有些可以通过拉挤设备直接进行调整,例如模具的温度、拉引的速度等。但另有些工艺参数,例如拉挤制品的温度、受力状况、树脂的粘度等,则不能够直接通过设备进行调整。 显然,所有的工艺参数都将对拉挤制品的质量,包括机械性能和光学性能等,产生一定的影响。其中最主要的工序,是预浸渍、模塑成型和固化等三道工序。必须指出的是,某一个工序的工艺参数,将对其它工序产生一定的影响,例如拉引速度的快慢,就将对上述三个主要工序产生一定的影响。 由于拉挤成型工艺参数这种相互影响的结果,因而至今尚不可能建立起一套切实可行的工艺模型,以期达到拉挤产品质量的预定的目标。 三、玻璃钢拉挤工艺参数控制元件

先进复合材料成型工艺过程中的质量控制 李贺

先进复合材料成型工艺过程中的质量控制李贺 发表时间:2018-09-29T11:14:29.220Z 来源:《防护工程》2018年第10期作者:李贺 [导读] 复合材料的工艺技术的基础就是复合材料成型工艺方法。本文首先对相关内容做了概述,分析了先进复合材料的特点,然后在探讨先进复合材料成型工艺过程中原料供给的基础上,研究了复合材料成型工艺发展现状。 李贺 航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨 150066 摘要:科技的迅速发展使得传统材料的工艺技术满足不了人们的生活需求,而人们的生活发展又离不开材料的使用,所以,人们慢慢的开始转向了复合材料的工艺技术发展领域。复合材料的工艺技术的基础就是复合材料成型工艺方法。本文首先对相关内容做了概述,分析了先进复合材料的特点,然后在探讨先进复合材料成型工艺过程中原料供给的基础上,研究了复合材料成型工艺发展现状。 关键词:先进复合材料;成型工艺;过程;质量控制 1 前言 作为一项具有较强特殊性的工作,先进复合材料成型工艺得到了长足的发展和进步。研究该项工作过程中的质量控制,能够更好地提升先进复合材料成型的最终效果。 2 复合材料的特点 复合材料一般是由多种成分的材料组合而成,这样做,可以将多种材料不同的功能进行性组合,优化材料的使用功能。各种材料既能保持住个体的独立性,又能相互补充、扬长避短,一举两得。复合材料的成型方法现已有几十种,虽然它比传统的材料有技术上的优点,但也正由于这些复杂的技术,使得复合材料的成本过高,其生产有很大的技术困难。所以我们就需要改进复合材料的成型工艺方法。 复合材料会根据材料的不用组成而造成性能上的差异,但其也有一些共性的特点,如: 复合材料的配比都是需要人工完成的;复合材料可以将各种普通材料的性能进行重组,可以使其具有多种优良性能;可以根据需要制作成各式各样的形状的产品,也避免了多次的复杂工序;可以有针对性的对材料根据需要对材料进行设计和加工等等。 3 先进复合材料成型工艺过程中的原料供给 在先进复合材料的成型过程中必须始终保持均匀稳定原料补充,这样才能更好的使之定型,形成复合材料的原材料中的天然纤维的结构以及特性对成品有着关键性的影响,如果天然纤维中的水分含量在8%以上,则会对材料的成型造成一定的影响,因此,在生产过程中需要特别注意含水比例尽量控制在8%以下。 3.1 天然纤维粉粒进料以及粒料供给方式分析 在进料之前需要将天然纤维粉进行造粒处理,提高其自身的体积比重,然后混合合成树脂、添加剂等材料分别装入挤出机中。比例少的合成树脂在这种锥形双螺杆挤出机中能够做到快速熔融,最后分散在天然纤维之中,这种操作手段能够比较简便的实现混合比率的改变,该方式辅助设施简单容易操作。 粒料的供给是通过使用单螺杆或双螺杆挤出机等方式来实现的,具体的操作内容就是将天然纤维、合成树脂、添加剂三种材料进行造粒处理,然后加入挤出机进行成型。这种生产方式的优势在于现有设备比较齐全,但是,天然纤维需要干燥之后才能进入造粒挤出机。 3.2 积聚(集成体)进料方式与冷搅拌方式 积聚进料的方式是通过使用高速搅拌器来工作的,天然纤维、合成树脂以及添加剂需要进行预处理,形成豆粒大块状体,然后将其加入挤出机中进行成型处理,这种方式能够在一定程度上脱除水分、气体。冷搅拌方式是将木粉中存有的粉状树脂、添加剂等进行集中搅拌,而天然纤维则通过喂料器向挤出机中提供原料。这一过程天然纤维、合成树脂、添加剂等材料不用单独制作,但是必须保持粉状形态,而且需要保持天然纤维的充分干燥。 4 复合材料成型工艺发展现状 目前,世界各国已经形成了原材料、成型工艺、机械设备、产品种类及性能检验等一系列较完整的工业体系,与其他工业相比,发展速度比较快。树脂基复合材料的成型工艺也从最初的手工操作工艺逐步向技术密集、高度自动化、高生产率、高稳定性的成型工艺上发展,并随着应用领域的广泛开拓,出现了多种成型工艺并存的现象,而且还在不断衍生出新的工艺类型。 4.1 手糊成型工艺 手糊成型工艺又称低压接触成型工艺,是树脂基复合材料工业中使用最早的一种工艺方法,操作方法简单,几乎可适用于所有的复合材料制品的生产,且投入小,但对操作人员技术熟练程度的依赖性较大,生产出的制品单面光洁,产品质量不够稳定。随着各种新工艺形式的不断涌现,手糊成型工艺所占比例逐渐降低,但手糊工艺因具有独特的其他工艺不可替代的尤其是在生产大型制品方面特点,所以仍然在行业内占据着重要的地位。 主要应用领域:建筑雕塑领域如采光顶、活动房屋等;交通设施领域如游艇、汽车壳体、发动机罩等;环境与能源领域如风力发电机用机舱罩、叶片、沼气池等;体育游乐设备领域如游乐车、水滑梯等。 4.2 喷射成型工艺 喷射成型工艺是利用喷射设备将树脂雾化,并与切断的纤维在空间混合后落在模具上面,然后压实排出气泡固化,它是在手糊工艺基础上发展而来的,是将手糊操作中的纤维铺覆和浸胶工作转变为了机械化来完成,是一种相对效率较高的工艺,其生产效率是手糊工艺的2~4倍。喷射工艺同样对操作人员的技术水平依赖较大,且由于增强纤维以断切的形式存在,树脂含量高,制品的强度较低,同时由于喷射设备的原因,其采用阳模成型方便,而采用阴模成型困难较大,且大型制品比小型制品更适合于喷射成型工艺。 主要应用领域:喷射成型工艺主要应用于大型产品的制作及建筑物补强等,代表性的产品有玻璃钢浴缸、整体卫生间、卡车导流罩、净化槽、船身等。 5 复合材料工艺方法的特性 5.1复合材料可设计性强 通过配置不同比例和铺层形式的基体材料与增强体材料,可以设计出各种满足用户需求的功能的复合材料。设计出的复合材料可以减

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