第四、五章聚合物基復合材料成型工藝及復合材料界面

1、1 復合材料成型工藝是復合材料工業(yè)的發(fā)展基礎和復合材料成型工藝是復合材料工業(yè)的發(fā)展基礎和條件，隨著復合材料應用領域的拓寬，復合材料工業(yè)條件，隨著復合材料應用領域的拓寬，復合材料工業(yè)得到迅速發(fā)展，老的成型工藝日臻完善，新的成型方得到迅速發(fā)展，老的成型工藝日臻完善，新的成型方法不斷涌現(xiàn)，目前聚合物基復合材料的成型方法已有法不斷涌現(xiàn)，目前聚合物基復合材料的成型方法已有20多種，并成功地用于工業(yè)生產(chǎn)。多種，并成功地用于工業(yè)生產(chǎn)。 2聚臺物基復臺材料成型工藝聚臺物基復臺材料成型工藝手糊成型工藝：濕法鋪層成型法；手糊成型工藝：濕法鋪層成型法；層合板生產(chǎn)技術層合板生產(chǎn)技術噴射成型工藝；噴射成型工藝；卷制管成

2、型工藝卷制管成型工藝樹脂傳遞模塑成型技術樹脂傳遞模塑成型技術(RTM(RTM技術技術) )纖維纏繞制品成型技術纖維纏繞制品成型技術袋壓法（壓力袋法袋壓法（壓力袋法) )成型成型連續(xù)制板生產(chǎn)工藝連續(xù)制板生產(chǎn)工藝真空袋壓成型真空袋壓成型澆鑄成型技術澆鑄成型技術熱壓罐成型技術熱壓罐成型技術拉擠成型工藝拉擠成型工藝液壓釜法成型技術液壓釜法成型技術連續(xù)纏繞制管技術連續(xù)纏繞制管技術熱膨脹模塑法成型技術熱膨脹模塑法成型技術熱塑性片狀模塑料制造技術及冷模沖壓成型工藝熱塑性片狀模塑料制造技術及冷模沖壓成型工藝夾層結構成型技術夾層結構成型技術(21)(21)編織復合材料制造技術編織復合材料制造技術模壓料生產(chǎn)技術模

3、壓料生產(chǎn)技術(22)(22)注射成型工藝注射成型工藝ZMCZMC模壓料注射技術模壓料注射技術(24)(24)離心澆鑄制管成型工藝離心澆鑄制管成型工藝模壓成型工藝模壓成型工藝(23)(23)擠出成型工藝擠出成型工藝3 美國熱塑性復合材料近年來發(fā)展很快，美國熱塑性復合材料近年來發(fā)展很快，熱塑性復合材料成型工藝熱塑性復合材料成型工藝約占約占23.4。美國復合材料工業(yè)發(fā)展的另一特色是美國復合材料工業(yè)發(fā)展的另一特色是手糊成型工藝所占手糊成型工藝所占比例下降，拉擠工藝所占比例上升。比例下降，拉擠工藝所占比例上升。 歐盟復合材料發(fā)展的特點是熱塑性復合材料發(fā)展較快，歐盟復合材料發(fā)展的特點是熱塑性復合材料發(fā)展較

4、快，熱塑性復熱塑性復合材料產(chǎn)品主要用于汽車工業(yè)。合材料產(chǎn)品主要用于汽車工業(yè)。其復合材料工藝發(fā)展的另一特點是手其復合材料工藝發(fā)展的另一特點是手糊工藝占比例較少糊工藝占比例較少，這主要是西歐玻璃鋼造船工業(yè)不太發(fā)達所至。，這主要是西歐玻璃鋼造船工業(yè)不太發(fā)達所至。 日本復合材料年總產(chǎn)量約日本復合材料年總產(chǎn)量約70萬萬t，其中熱塑性復合材料占，其中熱塑性復合材料占24.75萬萬t，由于日本復合材料制品在建筑住宅和造船方面用量較大，因此，由于日本復合材料制品在建筑住宅和造船方面用量較大，因此，手糊、手糊、噴射成型工藝所占比例較歐盟及美國高噴射成型工藝所占比例較歐盟及美國高。 4 我國復合材料工業(yè)主要產(chǎn)品為

5、玻璃鋼冷卻塔、防腐貯罐、管道工我國復合材料工業(yè)主要產(chǎn)品為玻璃鋼冷卻塔、防腐貯罐、管道工程、衛(wèi)生潔具、程、衛(wèi)生潔具、SMC及及BMC模壓制品、環(huán)保設備、汽車部件、游艇及模壓制品、環(huán)保設備、汽車部件、游艇及漁船、運動器材等。漁船、運動器材等。 不同成型工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品比例為：不同成型工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品比例為： 75手糊成型工藝；手糊成型工藝；10模壓成型工藝；模壓成型工藝；4層壓成型工藝；層壓成型工藝；13纖維纏繞成型工藝纖維纏繞成型工藝;1.5拉擠成型工藝；拉擠成型工藝；0.5%其它工藝。其它工藝。 手糊成型工藝中包括噴射成型和手糊成型工藝中包括噴射成型和RTM成型技術。成型技術。 總的來講，我國

6、復合材料生產(chǎn)技術中、手糊工藝占比例過大，?？偟膩碇v，我國復合材料生產(chǎn)技術中、手糊工藝占比例過大，模壓成型壓成型(包括包括SMC和和BMC工藝工藝)占比例偏低。熱塑性復合材料雖然已開占比例偏低。熱塑性復合材料雖然已開始研究應用，但始研究應用，但發(fā)展速度太慢發(fā)展速度太慢，熱塑性片狀模塑性及其制品沖壓成型，熱塑性片狀模塑性及其制品沖壓成型技術尚處于研制和起步階段。技術尚處于研制和起步階段。5 與其它材料加工工藝相比，復合材料成型工藝具有如下特點：與其它材料加工工藝相比，復合材料成型工藝具有如下特點： (1)材料制造與制品成型同時完成材料制造與制品成型同時完成: 一般情況下，復合材料的生產(chǎn)過一般情況下

7、，復合材料的生產(chǎn)過程，也就是制品的成型過程。材料的性能必須根據(jù)制品的使用要求進行程，也就是制品的成型過程。材料的性能必須根據(jù)制品的使用要求進行設計，因此在選擇材料、設計配比、確定纖維鋪層和成型方法時，都必設計，因此在選擇材料、設計配比、確定纖維鋪層和成型方法時，都必須滿足制品的物化性能、結構形狀和外觀質量要求等。須滿足制品的物化性能、結構形狀和外觀質量要求等。 (2)制品成型比較簡便制品成型比較簡便: 一般熱固性復合材料的樹脂基體，成型前是一般熱固性復合材料的樹脂基體，成型前是流動液體，增強材料是柔軟纖維或織物，因此，用這些材料生產(chǎn)復合材流動液體，增強材料是柔軟纖維或織物，因此，用這些材料生產(chǎn)

8、復合材料制品，所需工序及設備要比其它材料簡單的多，對于某些制品，僅需料制品，所需工序及設備要比其它材料簡單的多，對于某些制品，僅需一套模具便能生產(chǎn)。一套模具便能生產(chǎn)。 6 產(chǎn)品外形構造及尺寸大??；產(chǎn)品外形構造及尺寸大?。?滿足材料性能和產(chǎn)品質量要求滿足材料性能和產(chǎn)品質量要求, 如材料的物理化學性能要求如材料的物理化學性能要求, 產(chǎn)產(chǎn)品強度及表面質量要求；品強度及表面質量要求； 產(chǎn)品生產(chǎn)批量大小，供貨時間；產(chǎn)品生產(chǎn)批量大小，供貨時間； 工廠設備條件，流動資金及技術水平等；工廠設備條件，流動資金及技術水平等； 經(jīng)濟效益，要綜合考慮生產(chǎn)條件，保證企業(yè)盈利。經(jīng)濟效益，要綜合考慮生產(chǎn)條件，保證企業(yè)盈利。

9、 組織復合材料制品生產(chǎn)時，成型方法的選擇必須同時滿足材料性組織復合材料制品生產(chǎn)時，成型方法的選擇必須同時滿足材料性能、產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益等基本要求，具體應考慮如下方面：能、產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益等基本要求，具體應考慮如下方面：7 一般來講，產(chǎn)品尺寸精度和外觀質量要求高的大批量、中一般來講，產(chǎn)品尺寸精度和外觀質量要求高的大批量、中小型產(chǎn)品，應選擇模壓成型工藝；大型產(chǎn)品，如漁船、雷達等，小型產(chǎn)品，應選擇模壓成型工藝；大型產(chǎn)品，如漁船、雷達等，則常采用于糊工藝；壓力容器及管道，可采用纏繞成型工藝。則常采用于糊工藝；壓力容器及管道，可采用纏繞成型工藝。成型方法選擇成型方法選擇8 是以手工鋪放增強材料，浸漬

10、樹脂，或用簡單的工具輔助鋪放是以手工鋪放增強材料，浸漬樹脂，或用簡單的工具輔助鋪放增強材料和樹脂。增強材料和樹脂。 是成型過程中不需要施加成型壓力是成型過程中不需要施加成型壓力(接觸成型接觸成型)，或者只施加較，或者只施加較低成型壓力低成型壓力(接觸成型后施加接觸成型后施加0.010.7MPa壓力，最大壓力不超過壓力，最大壓力不超過2.0MPa)。 設備簡單，適應性廣，投資少，見效快。設備簡單，適應性廣，投資少，見效快。 生產(chǎn)效率低、勞動強度大、產(chǎn)品重復性差等。生產(chǎn)效率低、勞動強度大、產(chǎn)品重復性差等。 9接觸低壓成型工藝過程接觸低壓成型工藝過程: : 先將材料在陰模、陽?；驅δＩ现瞥稍O計形狀先

11、將材料在陰模、陽?；驅δＩ现瞥稍O計形狀; 然后施加較低壓力或不加壓，使樹脂浸透增強材料然后施加較低壓力或不加壓，使樹脂浸透增強材料; 再通過加熱或常溫固化，脫模后再經(jīng)過輔助加工而再通過加熱或常溫固化，脫模后再經(jīng)過輔助加工而獲得制品。獲得制品。 屬于這類成型工藝的有手糊成型、噴射成型、袋壓成屬于這類成型工藝的有手糊成型、噴射成型、袋壓成型、樹脂傳遞模塑成型、熱壓罐成型和熱膨脹模塑成型型、樹脂傳遞模塑成型、熱壓罐成型和熱膨脹模塑成型(低壓成型低壓成型)等。等。10接觸低壓成型的原材料有：接觸低壓成型的原材料有：增強材料、樹脂、輔助材料等增強材料、樹脂、輔助材料等11接觸低壓成型工藝接觸低壓成型工藝

12、對基體材料的要求對基體材料的要求易浸透纖維增強材村，易易浸透纖維增強材村，易排除氣泡，與纖維粘接力強排除氣泡，與纖維粘接力強在室溫條件下能凝膠，固在室溫條件下能凝膠，固化，要求收縮小，揮發(fā)物少化，要求收縮小，揮發(fā)物少粘度適宜，粘度適宜，0.20.5Pa.s無毒或低毒無毒或低毒價格合理，來源有保證價格合理，來源有保證12 接觸成型工藝中的輔助材料，主要是指填料和色料兩類，而固化接觸成型工藝中的輔助材料，主要是指填料和色料兩類，而固化劑、稀釋劑、增韌劑等，應歸屬于樹脂基體體系。劑、稀釋劑、增韌劑等，應歸屬于樹脂基體體系。 在復合材料的生產(chǎn)中，加人填料不僅可以降低成本，在復合材料的生產(chǎn)中，加人填料不

13、僅可以降低成本，而且可以改善性能，填料的加入量，一般為樹脂的而且可以改善性能，填料的加入量，一般為樹脂的15-30，有時，有時超過超過1-2倍。填料的細度為倍。填料的細度為120-300目。目。 加入色料是為了改變制品的顏色，獲得美麗的外觀。加入色料是為了改變制品的顏色，獲得美麗的外觀。用作復合材料生產(chǎn)的色料應滿足以下要求：用作復合材料生產(chǎn)的色料應滿足以下要求： 顏色鮮艷，耐光、耐熱、耐化學腐蝕，耐自然老化；顏色鮮艷，耐光、耐熱、耐化學腐蝕，耐自然老化； 在樹脂膠液中分散性好，穩(wěn)定性好；在樹脂膠液中分散性好，穩(wěn)定性好； 對制品性能及生產(chǎn)工藝無不良影響對制品性能及生產(chǎn)工藝無不良影響; 價格便宜，

14、來源豐富。價格便宜，來源豐富。 13陰模陰模對模對模陽模陽模 模具是各種接觸成型工藝中的主要設備。模具的好壞，直接影響模具是各種接觸成型工藝中的主要設備。模具的好壞，直接影響產(chǎn)品的質量和成本，必須精心設計制造。產(chǎn)品的質量和成本，必須精心設計制造。工作面工作面14脫模劑基本要求脫模劑基本要求不腐蝕模具，不影響脂固化，不腐蝕模具，不影響脂固化，對樹脂粘接對樹脂粘接0.01MPa0.01MPa使用安全，無毒害作用使用安全，無毒害作用成膜時間短，厚度均勻，成膜時間短，厚度均勻，表面光滑表面光滑耐熱、能經(jīng)受加熱固化耐熱、能經(jīng)受加熱固化的溫度作用的溫度作用操作方便操作方便價格便宜價格便宜脫模劑分內(nèi)脫模劑和

15、外脫模劑兩種，手糊成型主要用外脫模劑。脫模劑分內(nèi)脫模劑和外脫模劑兩種，手糊成型主要用外脫模劑。15 手糊成型工藝手糊成型工藝( H a n d L a y - u p Molding)是手工作是手工作業(yè)把玻璃纖維織物業(yè)把玻璃纖維織物和樹脂交替地鋪層和樹脂交替地鋪層在已被覆好脫模劑在已被覆好脫模劑和膠衣的模具上，和膠衣的模具上，然后用壓輥滾壓壓然后用壓輥滾壓壓實脫泡，最后在常實脫泡，最后在常溫下固化成型為復溫下固化成型為復合材料制品。合材料制品。16手糊成型工藝流程手糊成型工藝流程 17 不需要復雜的設備和模具，投資低；不需要復雜的設備和模具，投資低； 生產(chǎn)技術容易掌握，且產(chǎn)品不受尺寸形狀的限制

16、，適合小批量和生產(chǎn)技術容易掌握，且產(chǎn)品不受尺寸形狀的限制，適合小批量和大型制件的生產(chǎn)；大型制件的生產(chǎn)； 可與其他材料如金屬、木材及塑料泡沫等同時復合制成一體。可與其他材料如金屬、木材及塑料泡沫等同時復合制成一體。 這些優(yōu)點使得手糊成型工藝至今仍然作為汽車復合材料的一種主這些優(yōu)點使得手糊成型工藝至今仍然作為汽車復合材料的一種主要成型工藝而被用于小批量地加工各種汽車復合材料制品，如客車和要成型工藝而被用于小批量地加工各種汽車復合材料制品，如客車和重型卡車的前重型卡車的前/后圍面板、高頂、導流罩、引擎罩蓋、保險杠、擋泥板后圍面板、高頂、導流罩、引擎罩蓋、保險杠、擋泥板以及休閑車、農(nóng)用車的車身等。此外

17、該工藝還被用于新車開發(fā)，如制以及休閑車、農(nóng)用車的車身等。此外該工藝還被用于新車開發(fā)，如制造概念車和新車樣件試制。造概念車和新車樣件試制。 18： 生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)周期長，工作環(huán)境差，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)周期長，工作環(huán)境差，因此對于大批量車型的因此對于大批量車型的產(chǎn)品不太適合。產(chǎn)品不太適合。 此外，由于這種工藝與操作人員的技能水平和制作環(huán)境條件有很此外，由于這種工藝與操作人員的技能水平和制作環(huán)境條件有很大的關系，受此影響，在我國，由手糊成型工藝生產(chǎn)的汽車零部件的大的關系，受此影響，在我國，由手糊成型工藝生產(chǎn)的汽車零部件的質量往往不夠穩(wěn)定質量往往不夠穩(wěn)定，從而影響了汽車復合材料的聲譽。，從而影響了汽車

18、復合材料的聲譽。 19 噴射成型技術是手糊成型的改進，半機械化程度噴射成型技術是手糊成型的改進，半機械化程度。國外。國外60年代已有成套噴射設備出售：如美國維納斯公司生產(chǎn)的年代已有成套噴射設備出售：如美國維納斯公司生產(chǎn)的HIS噴射成型機，英國噴射成型機，英國Dowuland纖維樹脂噴射機，瑞典的纖維樹脂噴射機，瑞典的Aplicator噴射機等。噴射機等。 噴射成型技術在復合材料成型工藝中所占比例較大，如美噴射成型技術在復合材料成型工藝中所占比例較大，如美國國9.1，西歐占，西歐占11.3，日本占，日本占21。我國是從。我國是從60年代開始研年代開始研究噴射成型技術的，但因原材料質量和環(huán)境污染問

19、題，未能推究噴射成型技術的，但因原材料質量和環(huán)境污染問題，未能推廣。目前國內(nèi)用的噴射成型機主要是從美國進口。廣。目前國內(nèi)用的噴射成型機主要是從美國進口。 20 將混有引發(fā)劑和促進劑的兩種聚酯樹脂分別從噴將混有引發(fā)劑和促進劑的兩種聚酯樹脂分別從噴槍兩側噴出，同時將切斷的玻纖粗紗，由噴槍中心噴槍兩側噴出，同時將切斷的玻纖粗紗，由噴槍中心噴出，使其與樹脂均勾混合，沉積到模具上。出，使其與樹脂均勾混合，沉積到模具上。21噴射成型工藝示意圖噴射成型工藝示意圖 噴射成型工藝流程噴射成型工藝流程 22與手糊成型工藝相比，噴射成型工藝的與手糊成型工藝相比，噴射成型工藝的效率提高了效率提高了2 24 4倍甚至更

20、高倍甚至更高。 由于使用無捻粗紗代替了手糊工藝的玻璃纖維織物，因而材由于使用無捻粗紗代替了手糊工藝的玻璃纖維織物，因而材料成本更低；料成本更低；成型過程中無接縫，這使得制品的整體性和層間剪切強度成型過程中無接縫，這使得制品的整體性和層間剪切強度更好；更好；可自由調節(jié)產(chǎn)品的壁厚、纖維與樹脂的比例以及纖維的長度，因可自由調節(jié)產(chǎn)品的壁厚、纖維與樹脂的比例以及纖維的長度，因而滿足了零部件的不同機械強度要求。而滿足了零部件的不同機械強度要求。 因此，該工藝在國外汽車復合材料行業(yè)中，有逐步取代傳統(tǒng)的手糊成因此，該工藝在國外汽車復合材料行業(yè)中，有逐步取代傳統(tǒng)的手糊成型工藝的趨勢，例如，客車和重型卡車的很多前

21、型工藝的趨勢，例如，客車和重型卡車的很多前/后圍面板、側面護板、后圍面板、側面護板、高頂及導流罩等都已由噴射成型工藝制作。高頂及導流罩等都已由噴射成型工藝制作。23產(chǎn)品的均勻度在很大程度上取決于操作人員的操作熟產(chǎn)品的均勻度在很大程度上取決于操作人員的操作熟練程度；練程度；由于噴射成型的樹脂含量高且增強玻纖短，因而制品強由于噴射成型的樹脂含量高且增強玻纖短，因而制品強度較低；陰模成型比陽模成型難度大，小型制品比大型制品生產(chǎn)難度較低；陰模成型比陽模成型難度大，小型制品比大型制品生產(chǎn)難度大；度大；生產(chǎn)現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，環(huán)境污染程度一般均大于其他的生產(chǎn)現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，環(huán)境污染程度一般均大于其他的工藝

22、方法；工藝方法；初期投資比手糊成型工藝大。初期投資比手糊成型工藝大。 盡管如此，近年來，噴射成型工藝的缺點正在得到極大的改善。盡管如此，近年來，噴射成型工藝的缺點正在得到極大的改善。在國外，已采用在國外，已采用機械手機械手編程來替代人工噴射，從而大大提高了產(chǎn)品編程來替代人工噴射，從而大大提高了產(chǎn)品質量的質量的穩(wěn)定性穩(wěn)定性，原材料的損耗也被明顯降低。同時，通過對生產(chǎn)現(xiàn)，原材料的損耗也被明顯降低。同時，通過對生產(chǎn)現(xiàn)場采取全封閉的管理措施以及進行空氣排放處理，使得環(huán)境污染問場采取全封閉的管理措施以及進行空氣排放處理，使得環(huán)境污染問題得到明顯改善。題得到明顯改善。24 樹脂傳遞模塑成型簡稱樹脂傳遞模塑

23、成型簡稱RTM(resin transfer molding）。RTM起起始于始于50年代，是手糊成型工藝改進的一種閉模成型技術，可以生產(chǎn)出年代，是手糊成型工藝改進的一種閉模成型技術，可以生產(chǎn)出兩面光的制品。兩面光的制品。RTM工藝原理工藝原理 RTM的基本原理的基本原理 將玻璃纖維增強材料將玻璃纖維增強材料鋪放到閉模的模腔內(nèi)鋪放到閉模的模腔內(nèi),用壓用壓力將樹脂膠液注入模腔，力將樹脂膠液注入模腔，浸透玻纖增強材料，然后浸透玻纖增強材料，然后固化，脫模，得到兩面光固化，脫模，得到兩面光滑的復合材料制品。其工滑的復合材料制品。其工藝原理如圖所示。藝原理如圖所示。25樹脂傳遞模塑成型工藝示意圖樹脂傳

24、遞模塑成型工藝示意圖 RTM工藝流程工藝流程 26 可以制造兩面光的制品；可以制造兩面光的制品； 成型效率高，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生成型效率高，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)(20000件件/年以上年以上) ； RTM為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健康；康； 增強材料可以任意方向鋪放，容易實現(xiàn)按制品增強材料可以任意方向鋪放，容易實現(xiàn)按制品受力狀況合理鋪放增強材料；受力狀況合理鋪放增強材料； 原材料及能源消耗少原材料及能源消耗少; 建廠投資少，起步快。建廠投資少，起步快。 27 目前已廣泛用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)生、航目前已廣泛用于建筑、交通、電訊

25、、衛(wèi)生、航空航天等工業(yè)領域?？蘸教斓裙I(yè)領域。 汽車殼體及部件、娛樂車構件、螺旋槳、汽車殼體及部件、娛樂車構件、螺旋槳、8.5m長的風力發(fā)電機葉片、天線罩、機器罩、浴盆、淋長的風力發(fā)電機葉片、天線罩、機器罩、浴盆、淋浴間、游泳池板、座椅、水箱、電話亭、電線桿、浴間、游泳池板、座椅、水箱、電話亭、電線桿、小型游艇等。小型游艇等。28 目前，目前，RTMRTM工藝在汽車制造業(yè)中的應用已非常廣泛，如工藝在汽車制造業(yè)中的應用已非常廣泛，如乘用車的車頂、后廂蓋、側門框和備胎倉，以及卡車的整體乘用車的車頂、后廂蓋、側門框和備胎倉，以及卡車的整體駕駛室、擋泥板和儲物箱門等都有用駕駛室、擋泥板和儲物箱門等都有

26、用RTMRTM工藝生產(chǎn)的。下圖工藝生產(chǎn)的。下圖所示是用所示是用RTMRTM工藝生產(chǎn)的工藝生產(chǎn)的ASTON MARTINASTON MARTIN跑車的車身側圍板。跑車的車身側圍板。 用用RTM工藝生產(chǎn)的車身側圍板工藝生產(chǎn)的車身側圍板 29 RTM工藝也存在一些不足，如：工藝也存在一些不足，如： 雙面模具的加工費用較高；雙面模具的加工費用較高； 預成型坯加工生產(chǎn)設備的投資大；預成型坯加工生產(chǎn)設備的投資大； 對原材料對原材料(樹脂和玻纖材料樹脂和玻纖材料)和模具質量的要求高；和模具質量的要求高； 對模具中的設置與工藝要求嚴格等。對模具中的設置與工藝要求嚴格等。目前，對目前，對RTM成型工藝的研究和推

27、廣不斷取得新的進展，成型工藝的研究和推廣不斷取得新的進展，主要主要研究方向集中在研究方向集中在：微機控制注射機組、增強材料預成型技術、低：微機控制注射機組、增強材料預成型技術、低成本模具、快速樹脂固化體系及工藝穩(wěn)定性和適應性等方面，也成本模具、快速樹脂固化體系及工藝穩(wěn)定性和適應性等方面，也已經(jīng)涌現(xiàn)出了一系列改良的已經(jīng)涌現(xiàn)出了一系列改良的RTM成型工藝。成型工藝。301 1、3 3：高強度面層；：高強度面層；2 2： 輕質材料輕質材料123 夾層結構一般是由三層材夾層結構一般是由三層材料制成的復合材料。料制成的復合材料。 31 采用夾層結構方式是為了采用夾層結構方式是為了提高材料的有效利用率和減

28、提高材料的有效利用率和減輕結構重量。輕結構重量。以梁板構件為例，在使用過程中，一要滿足以梁板構件為例，在使用過程中，一要滿足強度要求，二要滿足剛度需要，玻璃鋼材料的特點是強度強度要求，二要滿足剛度需要，玻璃鋼材料的特點是強度高，模量低。因此，用單一的玻璃鋼材料制造梁板，滿足高，模量低。因此，用單一的玻璃鋼材料制造梁板，滿足強度要求時，撓度往往很大，如果按允許撓度進行設計，強度要求時，撓度往往很大，如果按允許撓度進行設計，則強度大大超過，造成浪費。只有采用夾層結構形式進行則強度大大超過，造成浪費。只有采用夾層結構形式進行設計，才能合理的解決這一矛盾。這也是夾層結構得以發(fā)設計，才能合理的解決這一矛

29、盾。這也是夾層結構得以發(fā)展的主要原因。展的主要原因。32 泡沫塑料夾層結構是采用玻璃鋼薄板作蒙泡沫塑料夾層結構是采用玻璃鋼薄板作蒙皮皮(面板面板)，泡沫塑料做夾芯層，泡沫塑料做夾芯層(a)，泡沫塑料夾，泡沫塑料夾層結構的最大特點層結構的最大特點是蒙皮和泡沫塑料夾芯層粘是蒙皮和泡沫塑料夾芯層粘接牢固，質量輕，剛度大，保溫、隔熱性能好接牢固，質量輕，剛度大，保溫、隔熱性能好。適用于剛度要求高、受力不大和保溫隔熱性能適用于剛度要求高、受力不大和保溫隔熱性能要求高的部件，如飛機尾翼、保溫通風管道及要求高的部件，如飛機尾翼、保溫通風管道及墻板等。墻板等。 1 1、泡沫塑料夾層結構、泡沫塑料夾層結構 33

30、 蜂窩夾層結構是采用破璃鋼薄扳做蒙蜂窩夾層結構是采用破璃鋼薄扳做蒙皮，蜂窩材料皮，蜂窩材料(玻璃布蜂窩、紙蜂窩或其它玻璃布蜂窩、紙蜂窩或其它棉布及鋁蜂窩等棉布及鋁蜂窩等)做夾芯層做夾芯層(b)。蜂窩夾層蜂窩夾層結構的重量輕，強度高，剛度大，結構的重量輕，強度高，剛度大，多用作多用作結構尺寸大、強度要求高的結構件，如玻結構尺寸大、強度要求高的結構件，如玻璃鋼橋的承重飯、球形屋頂結構、雷達罩、璃鋼橋的承重飯、球形屋頂結構、雷達罩、反射面、冷藏車地板及箱體結構等。反射面、冷藏車地板及箱體結構等。2 2蜂窩夾層結構蜂窩夾層結構 34 這種夾層結構的面板（蒙皮這種夾層結構的面板（蒙皮)為玻璃鋼薄板，為玻

31、璃鋼薄板，夾芯層是玻璃鋼梯夾芯層是玻璃鋼梯形板或矩形扳。形板或矩形扳。這種夾層結構方向性強，僅適用于做高強度平板，不這種夾層結構方向性強，僅適用于做高強度平板，不宜用于彎曲形狀的制品宜用于彎曲形狀的制品(c、d)。 35 它是用玻璃鋼薄板作蒙皮，用它是用玻璃鋼薄板作蒙皮，用玻璃鋼圓環(huán)做夾芯層玻璃鋼圓環(huán)做夾芯層(e)。這種夾層。這種夾層結構的特點是結構的特點是芯材耗量少，強度比芯材耗量少，強度比較高、平板受力無方向性較高、平板受力無方向性，最適宜，最適宜做采光用的透明玻璃鋼夾層結構板做采光用的透明玻璃鋼夾層結構板材，具有遮擋少、進光率高的優(yōu)點。材，具有遮擋少、進光率高的優(yōu)點。36 泡沫塑料夾層結

32、構的制造方法：泡沫塑料夾層結構的制造方法： 37 將蒙皮和泡沫塑料芯材分別制造，然將蒙皮和泡沫塑料芯材分別制造，然后再將它們粘接成整體。預制成型法的優(yōu)點是能適用各種后再將它們粘接成整體。預制成型法的優(yōu)點是能適用各種泡沫塑料，工藝簡單，不需要復雜機械設備等。其缺點是泡沫塑料，工藝簡單，不需要復雜機械設備等。其缺點是生產(chǎn)效率低，質量不易保證。生產(chǎn)效率低，質量不易保證。 先預制好夾層結構的外殼，然后先預制好夾層結構的外殼，然后將混合均勻的泡沫料漿澆入殼體內(nèi)，經(jīng)過發(fā)泡成型和固化將混合均勻的泡沫料漿澆入殼體內(nèi)，經(jīng)過發(fā)泡成型和固化處理，使泡沫漲滿腔體，并和殼體粘接成一個整體結構。處理，使泡沫漲滿腔體，并和

33、殼體粘接成一個整體結構。 適用于生產(chǎn)泡沫塑料夾層結構板材。適用于生產(chǎn)泡沫塑料夾層結構板材。 38蜂窩形式蜂窩形式 蜂窩的強度與選用原材料和蜂窩的強度與選用原材料和蜂窩幾何形狀有關，根據(jù)平面投影蜂窩幾何形狀有關，根據(jù)平面投影幾何形狀，蜂窩夾芯材料可分為六幾何形狀，蜂窩夾芯材料可分為六邊形、菱形、矩形、正弦曲線形和邊形、菱形、矩形、正弦曲線形和有加強帶六邊形等。在這些蜂窩夾有加強帶六邊形等。在這些蜂窩夾芯材料中，以加強帶六邊形強度最芯材料中，以加強帶六邊形強度最高，正方形蜂窩次之。由于正六邊高，正方形蜂窩次之。由于正六邊形蜂窩制造簡單，用料省，強度也形蜂窩制造簡單，用料省，強度也較高，故應用最廣。

34、較高，故應用最廣。 1 1、蜂窩種類、蜂窩種類 39 先在制造蜂窩芯材的玻璃布上涂膠條，然后重疊粘接先在制造蜂窩芯材的玻璃布上涂膠條，然后重疊粘接成蜂窩疊塊，固化后按需要蜂窩高度切成蜂窩條，經(jīng)拉伸成蜂窩疊塊，固化后按需要蜂窩高度切成蜂窩條，經(jīng)拉伸預成型，最后浸膠，固化定型成蜂窩芯材。預成型，最后浸膠，固化定型成蜂窩芯材。 制造蜂窩夾芯疊塊的膠條上膠法，可以采用手工涂膠，制造蜂窩夾芯疊塊的膠條上膠法，可以采用手工涂膠，也可以使用機械化涂膠。也可以使用機械化涂膠。 2 2、蜂窩夾芯制造、蜂窩夾芯制造 40 玻璃布蜂窩夾層結構制造技術分濕法和干法兩種。玻璃布蜂窩夾層結構制造技術分濕法和干法兩種。 此

35、法是先將蜂窩夾芯和面板作好，然后再將它此法是先將蜂窩夾芯和面板作好，然后再將它們粘接成夾層結構。為了保證芯材和面板牢固粘接，常在面板上鋪一們粘接成夾層結構。為了保證芯材和面板牢固粘接，常在面板上鋪一層薄氈（浸過膠），鋪上蜂窩，加熱加壓，使之固化成一體。層薄氈（浸過膠），鋪上蜂窩，加熱加壓，使之固化成一體。 這種方法制造的夾層結構，蜂芯和面板的粘接強度可提高到這種方法制造的夾層結構，蜂芯和面板的粘接強度可提高到3MPa以上。以上。 優(yōu)點優(yōu)點:主要是產(chǎn)品表面光滑，平整，生產(chǎn)過程中每道工序都能及時主要是產(chǎn)品表面光滑，平整，生產(chǎn)過程中每道工序都能及時檢查，產(chǎn)品質量容易保證，缺點是生產(chǎn)周期長。檢查，產(chǎn)品

36、質量容易保證，缺點是生產(chǎn)周期長。 3 3、蜂窩夾層結構制造、蜂窩夾層結構制造 41 此法是面板和蜂窩夾芯均處于未固化狀態(tài)，在模具上此法是面板和蜂窩夾芯均處于未固化狀態(tài)，在模具上一次膠接成型。生產(chǎn)時，先在模具上制好上、下面板，然一次膠接成型。生產(chǎn)時，先在模具上制好上、下面板，然后將蜂窩條浸膠拉開，放到上、下面板之間，加壓后將蜂窩條浸膠拉開，放到上、下面板之間，加壓（0.010.08MPa）、固化，脫模后修整成產(chǎn)品。）、固化，脫模后修整成產(chǎn)品。 優(yōu)點優(yōu)點:是蜂窩和面板間粘接強度高，生產(chǎn)周期短，最是蜂窩和面板間粘接強度高，生產(chǎn)周期短，最適合于球面、殼體等異形結構產(chǎn)品生產(chǎn)。其缺點是產(chǎn)品表適合于球面、殼

37、體等異形結構產(chǎn)品生產(chǎn)。其缺點是產(chǎn)品表面質量差，生產(chǎn)過程較難控制。面質量差，生產(chǎn)過程較難控制。 42 模壓成型工藝模壓成型工藝(Compression Molding)是復合材料生產(chǎn)中最古老而是復合材料生產(chǎn)中最古老而又富有無限活力的一種成型方法。它是又富有無限活力的一種成型方法。它是將一定量的預混料或預浸料將一定量的預混料或預浸料加入金屬對模內(nèi)，經(jīng)加熱、加壓固化成型的方法。加入金屬對模內(nèi)，經(jīng)加熱、加壓固化成型的方法。 模壓成型工藝始于模壓成型工藝始于1909年，當時主要用于生產(chǎn)以木粉、石棉及石年，當時主要用于生產(chǎn)以木粉、石棉及石英粉為填料的酚醛復合材料制品。隨著英粉為填料的酚醛復合材料制品。隨著

38、SMC、BMC和新型塑料的出現(xiàn)，和新型塑料的出現(xiàn)，模壓成型工藝發(fā)展很快。據(jù)模壓成型工藝發(fā)展很快。據(jù)1990年國外統(tǒng)計，在纖維增強樹脂基復合年國外統(tǒng)計，在纖維增強樹脂基復合材料的各種成型工藝中，模壓成型工藝的占有率已達材料的各種成型工藝中，模壓成型工藝的占有率已達42以上，居各以上，居各種成型工藝之首。種成型工藝之首。43 ： 模具制造復雜，投資較大，加上受壓機限制，一般適合于大模具制造復雜，投資較大，加上受壓機限制，一般適合于大批量生產(chǎn)中小型復合材料制品。批量生產(chǎn)中小型復合材料制品。 隨著金屬加工技術、壓機制造水平及合成樹脂工藝性能的不隨著金屬加工技術、壓機制造水平及合成樹脂工藝性能的不斷改進

39、和發(fā)展，壓機噸位和臺面尺寸不斷增大，模壓料的成型溫斷改進和發(fā)展，壓機噸位和臺面尺寸不斷增大，模壓料的成型溫度和壓力也相對降低，使得模壓成型制品的尺寸逐步向大型化發(fā)度和壓力也相對降低，使得模壓成型制品的尺寸逐步向大型化發(fā)展，目前已能生產(chǎn)大型汽車部件、浴盆、整體衛(wèi)生間組件等展，目前已能生產(chǎn)大型汽車部件、浴盆、整體衛(wèi)生間組件等。 生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)專業(yè)化和自動化生產(chǎn)；生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)專業(yè)化和自動化生產(chǎn)；產(chǎn)品尺產(chǎn)品尺寸精度高，重復性好；寸精度高，重復性好；表而光潔表而光潔,無需二次修飾；無需二次修飾；能一次成能一次成型結構復雜的制品；型結構復雜的制品； 因為批量生產(chǎn)，價格相對低廉。因為批量生產(chǎn)，

40、價格相對低廉。44 復合材料模壓制品所用的模壓料要求合成樹脂具有：復合材料模壓制品所用的模壓料要求合成樹脂具有： 對增強材料有良好的浸潤性能對增強材料有良好的浸潤性能, ,以便在合成樹脂和增強材以便在合成樹脂和增強材料界面上形成良好的粘結；料界面上形成良好的粘結； 有適當?shù)恼扯群土己玫牧鲃有杂羞m當?shù)恼扯群土己玫牧鲃有? ,在壓制條件下能夠和增強在壓制條件下能夠和增強材料一道均勻地充滿整個模腔；材料一道均勻地充滿整個模腔； 在壓制條件下具有在壓制條件下具有適宜的固化速度適宜的固化速度, ,并且固化過程中不產(chǎn)并且固化過程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物或副產(chǎn)物少生副產(chǎn)物或副產(chǎn)物少, ,體積體積收縮率小收縮率??； 能

41、夠滿足模壓制品能夠滿足模壓制品特定的性能要求特定的性能要求。1 1、原材料原材料 45 按以上的選材要求，常用的合成樹脂有：按以上的選材要求，常用的合成樹脂有：不飽和聚酯不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、呋喃樹脂、有樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、呋喃樹脂、有機硅樹脂、聚丁二烯樹脂、烯丙基酯、三聚氰胺樹脂、聚機硅樹脂、聚丁二烯樹脂、烯丙基酯、三聚氰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂等酰亞胺樹脂等。 為使模壓制品達到特定的性能指標，在選定樹脂品種為使模壓制品達到特定的性能指標，在選定樹脂品種和牌號后，還應選擇相應的輔助材料、填料和顏料和牌號后，還應選擇相應的輔助材料、填料和顏料。46 模壓

42、料中常用的增強材料主要有模壓料中常用的增強材料主要有玻璃纖維開刀絲、無捻粗玻璃纖維開刀絲、無捻粗紗、有捻粗紗、連續(xù)玻璃纖維束、玻璃纖維布、玻璃纖維氈等，紗、有捻粗紗、連續(xù)玻璃纖維束、玻璃纖維布、玻璃纖維氈等，也有少量特種制品選用石棉氈、石棉織物（布）和石棉紙以及也有少量特種制品選用石棉氈、石棉織物（布）和石棉紙以及高硅氧纖維、碳纖維、有機纖維（如芳綸纖維、尼龍纖維等）高硅氧纖維、碳纖維、有機纖維（如芳綸纖維、尼龍纖維等）和天然纖維（如亞麻布、棉布、煮煉布、不煮煉布等）等和天然纖維（如亞麻布、棉布、煮煉布、不煮煉布等）等品種。品種。有時也采用兩種或兩種以上纖維混雜料作增強材料。有時也采用兩種或兩

43、種以上纖維混雜料作增強材料。 一般包括一般包括固化劑（引發(fā)劑）、促進劑、稀釋劑、表面處理固化劑（引發(fā)劑）、促進劑、稀釋劑、表面處理劑、低收縮添加劑、脫模劑、著色劑（顏料）和填料劑、低收縮添加劑、脫模劑、著色劑（顏料）和填料等輔助材等輔助材料。料。 47 以玻璃纖維（或玻璃布）浸漬樹脂制成的模壓料為例，其生產(chǎn)工藝可分以玻璃纖維（或玻璃布）浸漬樹脂制成的模壓料為例，其生產(chǎn)工藝可分為預混法和預浸法兩種。為預混法和預浸法兩種。 先將玻璃纖維切割成先將玻璃纖維切割成3050mm的短切纖維，經(jīng)蓬松后在捏合機的短切纖維，經(jīng)蓬松后在捏合機中與樹脂膠液充分捏合中與樹脂膠液充分捏合，至樹脂完全浸潤玻璃纖維，再經(jīng)烘

44、干（晾至樹脂完全浸潤玻璃纖維，再經(jīng)烘干（晾干）至適當粘度即可。其特點是纖維松散無定向，生產(chǎn)量大，用此干）至適當粘度即可。其特點是纖維松散無定向，生產(chǎn)量大，用此法生產(chǎn)的模壓料法生產(chǎn)的模壓料比容大，流動性好，但在制備過程中纖維強度損失比容大，流動性好，但在制備過程中纖維強度損失較大。較大。2 2、模壓料的制備、模壓料的制備 48是將整束連續(xù)玻璃纖維（或布）經(jīng)過浸膠、烘是將整束連續(xù)玻璃纖維（或布）經(jīng)過浸膠、烘干、切短而成。其特點是干、切短而成。其特點是纖維成束狀，比較緊密，制備模壓料纖維成束狀，比較緊密，制備模壓料的過程中纖維強度損失較小，但模壓料的流動性及料束之間的的過程中纖維強度損失較小，但模壓

45、料的流動性及料束之間的相容性稍差。相容性稍差。 2 2、模壓料的制備、模壓料的制備 49 片狀模塑料片狀模塑料(Sheet Molding Compound，SMC)是由樹脂是由樹脂糊浸漬纖維或短切纖維氈，兩邊覆蓋聚乙烯薄膜而制成的一類糊浸漬纖維或短切纖維氈，兩邊覆蓋聚乙烯薄膜而制成的一類片狀模壓料，屬于預浸氈料范圍。是目前國際上應用最廣泛的片狀模壓料，屬于預浸氈料范圍。是目前國際上應用最廣泛的成型材料之一。成型材料之一。 3、 SMC、BMC (DMC) 50 其組成與其組成與SMC極為相似，是一種改進型的預混團狀模極為相似，是一種改進型的預混團狀模壓料，可用于模壓和擠出成型。兩者的區(qū)別僅在

46、于材料形態(tài)壓料，可用于模壓和擠出成型。兩者的區(qū)別僅在于材料形態(tài)和制作工藝上。和制作工藝上。BMC中纖維含量較低，纖維長度較短，約中纖維含量較低，纖維長度較短，約618mm，填料含量較大，因而，填料含量較大，因而BMC制品的強度較制品的強度較SMC制制品的強度低，品的強度低，BMC比較適合于壓制小型制品，而比較適合于壓制小型制品，而SMC適合適合于壓制大型薄壁制品。于壓制大型薄壁制品。 51 SMC/BMC模塑料由模塑料由樹脂糊樹脂糊（基體材料）和（基體材料）和玻璃纖維玻璃纖維（增強材料）兩（增強材料）兩大部分組成：其中大部分組成：其中樹脂糊由不飽和聚酯樹脂及輔助劑（引發(fā)劑、交聯(lián)劑及樹脂糊由不飽

47、和聚酯樹脂及輔助劑（引發(fā)劑、交聯(lián)劑及阻聚劑）、增稠劑、低收縮添加劑、填料、顏料、內(nèi)脫模劑等組分構成阻聚劑）、增稠劑、低收縮添加劑、填料、顏料、內(nèi)脫模劑等組分構成。 不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維和填料不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維和填料在在SMC/BMC中占中占90以上，是以上，是SMC/BMC的的“三大員三大員”。 其他組分如化學增稠劑、內(nèi)脫模劑、固化劑、低收縮添加劑、著色劑、其他組分如化學增稠劑、內(nèi)脫模劑、固化劑、低收縮添加劑、著色劑、各種助劑等，雖然其用量不大各種助劑等，雖然其用量不大(個別除外個別除外)，但在系統(tǒng)中的作用卻極為特殊，但在系統(tǒng)中的作用卻極為特殊，不可忽視。也即，可統(tǒng)稱為不可忽視。也即

48、，可統(tǒng)稱為添加劑的各種組分，對添加劑的各種組分，對SMC/BMC的制備過程、的制備過程、制品成型及其最終性能都會產(chǎn)生重要的影響。制品成型及其最終性能都會產(chǎn)生重要的影響。尤其是在尤其是在SMC/BMC發(fā)展到發(fā)展到了非常成熟的今天，在了非常成熟的今天，在SMC/BMC配方中，加入不同品種及用量的添加劑，配方中，加入不同品種及用量的添加劑，對賦予對賦予SMC/BMC某些特殊的性能，改善制品的品質，擴大某些特殊的性能，改善制品的品質，擴大SMC/BMC的的應用范圍都起到十分重要的作用。應用范圍都起到十分重要的作用。 52 SMC/BMC模壓成型工藝是將一定量的模塑料放入模壓成型工藝是將一定量的模塑料放

49、入金屬對模中，在一定的溫度和壓力作用下，使模塑料在模金屬對模中，在一定的溫度和壓力作用下，使模塑料在模具內(nèi)受熱塑化、受壓流動并充滿模腔成型固化而獲得制品具內(nèi)受熱塑化、受壓流動并充滿模腔成型固化而獲得制品的一種方法。的一種方法。 模壓成型工藝在成型過程中需要模壓成型工藝在成型過程中需要加熱和加壓加熱和加壓，使得模，使得模塑料塑化產(chǎn)生流動充滿模腔，并使樹脂發(fā)生塑料塑化產(chǎn)生流動充滿模腔，并使樹脂發(fā)生固化固化反應。在反應。在復合材料模塑料流動充滿模腔的過程中，不僅樹脂流動，復合材料模塑料流動充滿模腔的過程中，不僅樹脂流動，增強材料也隨之流動，使樹脂和纖維同時填滿模腔的各個增強材料也隨之流動，使樹脂和纖

50、維同時填滿模腔的各個部位。部位。53 在在SMC/BMC模壓這一過程中不僅物料的外觀模壓這一過程中不僅物料的外觀形態(tài)發(fā)生了變化，而且物料的結構和性能也發(fā)生了形態(tài)發(fā)生了變化，而且物料的結構和性能也發(fā)生了本質的變化。但是，其中增強材料基本上保持不變，本質的變化。但是，其中增強材料基本上保持不變，主要發(fā)生變化的是樹脂。因此，可以說模壓工藝就主要發(fā)生變化的是樹脂。因此，可以說模壓工藝就是是利用樹脂固化反應中各個階段的特性來實現(xiàn)制品利用樹脂固化反應中各個階段的特性來實現(xiàn)制品成型的過程。成型的過程。54 當模塑料加入到已加熱至一定溫度的模具內(nèi)時其中的樹脂當模塑料加入到已加熱至一定溫度的模具內(nèi)時其中的樹脂受

51、熱熔化成為具有一定流動性的粘流狀態(tài)，在壓力作用下能夠受熱熔化成為具有一定流動性的粘流狀態(tài)，在壓力作用下能夠裹脅纖維一道流動直至填滿模腔各處，此時稱作樹脂的裹脅纖維一道流動直至填滿模腔各處，此時稱作樹脂的“粘流粘流階段階段”。繼續(xù)提高溫度，樹脂受熱發(fā)生化學交聯(lián)，分子量增大，繼續(xù)提高溫度，樹脂受熱發(fā)生化學交聯(lián)，分子量增大，支鏈密度增高，當分子交聯(lián)出現(xiàn)網(wǎng)狀結構時，流動性很快降低支鏈密度增高，當分子交聯(lián)出現(xiàn)網(wǎng)狀結構時，流動性很快降低直至表現(xiàn)一定彈性。再繼續(xù)受熱，樹脂交聯(lián)反應繼續(xù)進行。交直至表現(xiàn)一定彈性。再繼續(xù)受熱，樹脂交聯(lián)反應繼續(xù)進行。交聯(lián)密度進一步增加，最后失去了流動性，樹脂由凝膠狀態(tài)變?yōu)槁?lián)密度進一

52、步增加，最后失去了流動性，樹脂由凝膠狀態(tài)變?yōu)椴蝗懿蝗鄣捏w形結構，到達了不溶不熔的體形結構，到達了“硬固階段硬固階段”。 模壓工藝中上述各階段是連續(xù)出現(xiàn)的，其間無明顯的界限，模壓工藝中上述各階段是連續(xù)出現(xiàn)的，其間無明顯的界限，整個反應是不可逆的整個反應是不可逆的 5556SMC模壓成型工藝生產(chǎn)的皮卡車廂模壓成型工藝生產(chǎn)的皮卡車廂5758 纏繞成型工藝纏繞成型工藝(Filament Winding)是將浸過樹脂膠液的是將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維連續(xù)纖維(或布帶、預浸紗或布帶、預浸紗)按按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后經(jīng)固化、脫模，獲得制品。后經(jīng)固化、脫模，獲得制品。根據(jù)纖維纏

53、繞成型時樹脂基體根據(jù)纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態(tài)不同，分為的物理化學狀態(tài)不同，分為，其工藝流程如下：，其工藝流程如下： 第四章第四章 聚合物基復合材料成型工藝聚合物基復合材料成型工藝第五節(jié)第五節(jié) 纏繞成型工藝纏繞成型工藝5960 干法纏繞是采用經(jīng)過預浸膠處理干法纏繞是采用經(jīng)過預浸膠處理(樹脂處于樹脂處于B階段階段)的預浸紗或帶，的預浸紗或帶，在纏繞機上經(jīng)加熱軟化至粘流態(tài)后纏繞到芯模上。由于預浸紗在纏繞機上經(jīng)加熱軟化至粘流態(tài)后纏繞到芯模上。由于預浸紗(或帶或帶)是專業(yè)生產(chǎn)，能嚴格控制樹脂含量精確到是專業(yè)生產(chǎn)，能嚴格控制樹脂含量精確到2以內(nèi)以內(nèi))和預浸紗質量。和預浸紗質量。因此，干法纏繞能

54、夠準確地控制產(chǎn)品質量。因此，干法纏繞能夠準確地控制產(chǎn)品質量。 生產(chǎn)效率高，纏繞速度可達生產(chǎn)效率高，纏繞速度可達100200m/min，纏繞機清，纏繞機清潔，勞動衛(wèi)生條件好，產(chǎn)品質量高。潔，勞動衛(wèi)生條件好，產(chǎn)品質量高。 纏繞設備貴。需要增加預浸紗制造設備，故投資較大，纏繞設備貴。需要增加預浸紗制造設備，故投資較大，此外，干法纏繞制品的層間剪切強度較低。此外，干法纏繞制品的層間剪切強度較低。1 1、干法纏繞、干法纏繞 61 濕法纏繞是將纖維集束濕法纏繞是將纖維集束(紗式帶紗式帶)浸膠后，在張力控制浸膠后，在張力控制下直接纏繞到芯模上。下直接纏繞到芯模上。 成本比干法纏繞低成本比干法纏繞低40，產(chǎn)品

55、氣密性好，產(chǎn)品氣密性好，纖維排列平行度好，纖維排列平行度好，濕法纏繞時，纖維上的樹脂膠濕法纏繞時，纖維上的樹脂膠液，可減少纖維磨損，液，可減少纖維磨損，生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高(達達200mmin)。 樹脂浪費大，操作環(huán)境差；樹脂浪費大，操作環(huán)境差；含膠量及產(chǎn)含膠量及產(chǎn)品質量不易控制；品質量不易控制；可供濕法纏繞的樹脂品種較少。可供濕法纏繞的樹脂品種較少。2 2、濕法纏繞、濕法纏繞 62 半干法纏繞是纖維浸膠后，到纏繞至模芯的途中潤加半干法纏繞是纖維浸膠后，到纏繞至模芯的途中潤加一套烘干設備，將浸膠紗中的溶劑除去，與干法相比省去一套烘干設備，將浸膠紗中的溶劑除去，與干法相比省去了預浸膠工序和設備；

56、與濕法相比，可使制品中的氣泡含了預浸膠工序和設備；與濕法相比，可使制品中的氣泡含量降低。量降低。 三種纏繞方法中，以濕法纏繞應用最普遍遏；干法纏三種纏繞方法中，以濕法纏繞應用最普遍遏；干法纏繞僅用于高性能、高精度的尖端技術領域。繞僅用于高性能、高精度的尖端技術領域。3 3、半干法纏繞、半干法纏繞63 能夠按產(chǎn)品的受力狀況設計纏繞規(guī)律，使其能充分發(fā)揮纖維的強度；能夠按產(chǎn)品的受力狀況設計纏繞規(guī)律，使其能充分發(fā)揮纖維的強度； 比強度高，纖維纏繞壓力容器與同體積、同壓力的鋼質容器比，重量比強度高，纖維纏繞壓力容器與同體積、同壓力的鋼質容器比，重量可減輕可減輕40-60%； 可靠性高，易實現(xiàn)機械化和自動

57、化生產(chǎn)，產(chǎn)品質量穩(wěn)定、精確；可靠性高，易實現(xiàn)機械化和自動化生產(chǎn)，產(chǎn)品質量穩(wěn)定、精確； 生產(chǎn)效率高；生產(chǎn)效率高； 成本低。成本低。 1 1、優(yōu)點、優(yōu)點 纏統(tǒng)成型適應性小纏統(tǒng)成型適應性小; 纏繞成型需要有纏繞機、芯模、固化加熱纏繞成型需要有纏繞機、芯模、固化加熱爐、脫模機及熟練的技術工人，需要的投資大，技術要求高。爐、脫模機及熟練的技術工人，需要的投資大，技術要求高。2 2、缺點、缺點 64 自自19461946年美國發(fā)明用連續(xù)纖維纏繞成型壓力容器方法以來，纏繞成型工年美國發(fā)明用連續(xù)纖維纏繞成型壓力容器方法以來，纏繞成型工藝得到不斷的完善和發(fā)展。藝得到不斷的完善和發(fā)展。 我國在我國在1962-19

58、631962-1963年總結出纖維纏繞規(guī)律，設計出可纏繞各種壓年總結出纖維纏繞規(guī)律，設計出可纏繞各種壓力容器的鏈條式纏繞機，揭開了我國纏繞成型技術的歷史；此后，由力容器的鏈條式纏繞機，揭開了我國纏繞成型技術的歷史；此后，由德國引進大型數(shù)控纏繞機，生產(chǎn)火箭發(fā)動機殼體和德國引進大型數(shù)控纏繞機，生產(chǎn)火箭發(fā)動機殼體和6m6m長、長、2m2m直徑的直徑的玻璃鋼貯罐；進入玻璃鋼貯罐；進入8080年代，先后從意大利、美國、日本等引進了自動年代，先后從意大利、美國、日本等引進了自動化程度較高的微機控制纏繞機，可以生產(chǎn)直徑化程度較高的微機控制纏繞機，可以生產(chǎn)直徑4m4m、長、長15m15m以內(nèi)的管、以內(nèi)的管、罐

59、，引進的現(xiàn)場纏繞機，經(jīng)研究改造后，可以纏罐，引進的現(xiàn)場纏繞機，經(jīng)研究改造后，可以纏20m20m直徑的立式貯罐；直徑的立式貯罐；與此同時，我國自行設計制造的機械式纏繞機，微機控制自動化程度與此同時，我國自行設計制造的機械式纏繞機，微機控制自動化程度很高的大型纏繞和連續(xù)纏管機都相繼問世，其技術水平在某些地方超很高的大型纏繞和連續(xù)纏管機都相繼問世，其技術水平在某些地方超過國外進口設備，現(xiàn)已進入國際市場。過國外進口設備，現(xiàn)已進入國際市場。 1 1、纏繞成型技術發(fā)展現(xiàn)狀、纏繞成型技術發(fā)展現(xiàn)狀 65 要求精密、可靠、重量輕及經(jīng)濟等。要求精密、可靠、重量輕及經(jīng)濟等。 應用實例有：應用實例有：固體火箭發(fā)動機殼

60、體固體火箭發(fā)動機殼體；固體火箭發(fā)動機燒蝕襯套；固體火箭發(fā)動機燒蝕襯套；火箭發(fā)射筒；魚雷儀器艙；飛機機頭雷達罩，氧氣瓶火箭發(fā)射筒；魚雷儀器艙；飛機機頭雷達罩，氧氣瓶(機載機載)；直升機；直升機的旋翼；高速分離器轉筒；天線桿、點火器，波導管；導彈連接裙；的旋翼；高速分離器轉筒；天線桿、點火器，波導管；導彈連接裙；航天飛機的機械臂等。航天飛機的機械臂等。 在這些產(chǎn)品中，最具代表性的是火箭發(fā)動機殼體，例如美國北極在這些產(chǎn)品中，最具代表性的是火箭發(fā)動機殼體，例如美國北極星星A導彈一、二級發(fā)動機殼體、我國長征二號火箭發(fā)動機殼體，均用導彈一、二級發(fā)動機殼體、我國長征二號火箭發(fā)動機殼體，均用纖維纏繞玻璃鋼取代