加壓在復合材料成型中的作用
1. FRTP復合材料成型模溫機的作用
復合材料壓製成型工藝中,需要先使用模溫機預熱模具,然後將預浸料放在熱壓模具中內,待模具合模之後繼續容升溫,經過成型設備高溫高壓處理使得混合物充分反應並固化成型,在達到最高模壓溫度後進行一段時間的保溫,最後再將模具冷卻並完成生產。
2. 請問復合材料成型時開始加壓的時間選擇在凝膠時間之前還是之後請說明原因
一般選擇時間是在凝膠之前,因為復合材料在沒有承壓之前,他不會產生凝合
3. 復合材料熱壓罐
中航泰達的復合材復料熱壓罐可制用於金屬/非金屬膠接構件和樹脂基高強度玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維等復合材料製品。如飛機艙門、整流罩、機載雷達罩,支架、機翼、尾翼等。熱壓罐成型工藝是將復合材料用真空袋密封在模具呢,置於熱壓罐中,在真空或者非真空的狀態下,經過升溫、加壓、保溫、保壓、降溫泄壓過程中,使其成為所需要的形狀和質量狀態的一種成型工藝方法。
4. 復合材料的基體是什麼其作用是什麼
合材料基體即復合材料中作為連續相的材料,分為聚合物基體,金屬基體,無機非金屬基體。
作用:基體材料起到粘結作用,均衡載荷,分散載荷,保護纖維的作用。復合材料分為兩相,另一項為分散相,稱為增強材料。
簡介:
復合材料按照基體材料可分為金屬基復合材料、無機非金屬基復合材料和聚合物基復合材料這三大類。
1.金屬基復合材料
在使用金屬基復合材料時,不同領域要求迥異。舉例來說,航天、航空領域對比強度、比模量、尺寸穩定性有嚴格的要求,因此會選擇密度小的輕金屬合金作為基體。而高性能發動機使用的復合材料不僅需要具備高比強度、比模量,還對其耐高溫、耐氧化性能提出了要求,一般使用鈦基、鎳基合金以及金屬間化合物做基體材料。普通汽車發動機對材料的耐熱、耐磨、導熱性能、高溫強度有一定的考量,同時又要求成本低,適合批量生產,通常用鋁合金材料做基體。而工業集成電路基板和散熱元件,必須具有高導熱、低膨脹特性,一般使用銅、鋁等僅是作為基體。
如果想要增強金屬基復合材料的強度,添加連續纖維增強材料可以有效達到這個目的。因為纖維作為增強材料,它的強度和模量都要高於金屬基體。而在以顆粒、晶須、短纖維為增強材料的非連續增強金屬基復合材料中,增強材料的強度和模量均要低於金屬基體。選擇增強材料時,還必須充分考慮其與金屬基體的相容性,尤其是化學相容性。保證在金屬基復合材料高溫成型過程中,增強材料不會與基體發生化學反應,而影響復合材料的物理化學功能。當復合材料中含多種物質的時候,這一點就顯得更加重要。
2.無機非金屬基復合材料
無機非金屬基復合材料的基體材料主要包括水泥、石膏和水玻璃等。我們以應用最廣泛的水泥材料為例,水泥材料是多孔體系,這一特徵不僅會影響基體本身的性能,也會影響纖維與基體的界面粘接。纖維與水泥的彈性模量比不大,應力的傳遞效應遠不如纖維增強樹脂。水泥基材的斷裂延伸率較低,在受到強力拉伸時,水泥基體會先於纖維發生開裂。水泥基材中含有粉末或顆粒狀的物料,與纖維成點接觸,因此纖維的摻量受到很大的限制。水泥基材呈鹼性,對金屬纖維可起到一定的保護作用,但對大多數礦物纖維不利。
3.聚合物基復合材料
作為基體材料的復合物包括不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂及各種熱塑性聚合物,這也是一種非常重要的復合材料。在聚合物基復合材料中添加纖維增強材料,可以起到增加強度的作用,所用的纖維種類有玻璃纖維、碳纖維、有機纖維和其他纖維等。
玻璃纖維具有很高的拉伸強度,而且防火、防霉、防蛀、耐高溫,電絕緣性能也非常出色。其化學穩定性良好,除了HF、濃鹼、濃磷酸外,與其他所有化學葯品和有機溶劑都不會發生化學反應。但玻璃纖維也有缺點,那就是具有脆性、不耐磨、對人的皮膚有刺激性等。
碳纖維具有良好的耐高低溫性能,其比重在1.5到2之間,熱膨脹系數有各向異性的特點,導熱有方向性,比電阻與纖維類型有關。化學性質較為穩定,除了能被強氧化劑氧化以外,與一般酸鹼均不會發生反應,還具有耐油、抗輻射、吸收有毒氣體和減速中子等性能。
有機纖維具有很高的拉伸強度以及彈性模量,它的密度小,熱穩定性高,熱膨脹系數各向異性,有良好的耐介質性能,但容易被各種酸鹼腐蝕,耐水性不好。
5. 復合材料壓製成型和模壓成型時一個意思嗎壓製成型有哪些壓製成型設備有什麼特點及其發展
不同的概念
壓製成型是指熱壓成型:主要針對熱塑性材料(板材),使用專熱壓成型機,吸塑屬成型我覺得也應該算熱壓成型的分支,會用到真空或高壓氣體輔助。熱壓板材成型深度比較小、結構比較簡單,精度低的產品,像包裝材料塑料托盤,餐具中的盤子之類的。還有成型板材也多用壓製成型(層壓)。
模壓成型:主要用於熱固性樹脂。有專門的模壓成型機。成型壓力要比上面的大得多。模具結構也更復雜。可用於成型結構復雜的產品。原理與注塑成型類似,一個用於熱固性,在模具中加熱和冷卻,一個用於熱塑性,在料筒里加熱,模具中成型冷卻。
6. 碳纖維復合材料成型方法及工藝
復合材料加工工藝是在同一基礎上根據不同材料的特性及應用目的而不斷衍生發展的。碳纖維復合材料在發揮質輕、強度大的基礎上,也會根據應用對象的差異而採用不同的成型工藝,從而盡可能地發揮出碳纖維所具有的特殊性能。下面小編針對適用於碳纖維復合材料的成型工藝及其應用以及碳纖維復合材料的成型方法。希望能夠給大家帶來幫助。
一、碳纖維復合材料的成型方法
1、模壓法。這種方法是將早已預浸樹脂的的碳纖維材料放入金屬模具中,加壓後使多餘的膠液溢出來,然後高溫固化成型,脫膜後成品就出來了,這種方法最適合用來製作汽車零件。
22、手糊壓層法。將浸過膠後的碳纖維片剪形疊層,或是以便鋪層一邊刷上樹脂,再熱壓成型。這個方法可以隨便選擇纖維的方向、大小和厚度,被廣泛使用。注意的是鋪層後的形狀要小於模具的形狀,這樣纖維在模具內受壓時就不會撓曲。
33、真空袋熱壓法。在模具山疊層,並覆上耐熱薄膜,利用柔軟的口袋向疊層施加壓力,並在熱壓灌中固化。
44、纏繞成型法。將碳纖維單絲纏繞在碳纖維軸上,特別適用於製作圓柱體和空心器皿。
55、擠拉成型法。先將碳纖維完全浸潤,通過擠拉除去樹脂和空氣,然後在爐子里固化成型。這種方法簡單,適用於制備棒狀、管狀零件。
二、碳纖維復合材料成型工藝
1.手糊成型:
在模具工作面上塗敷脫模劑、膠衣,將剪裁好的碳纖維預浸布鋪設到模具工作面上,刷塗或噴塗樹脂體系膠液,達到需要的厚度後,成型固化、脫模。在制備技術高度發達的今天,手糊工藝仍以工藝簡便、投資低廉、適用面廣等優勢在石油化工容器、貯槽、汽車殼體等許多領域廣泛應用。其缺點是質地疏鬆、密度低,製品強度不高,而且主要依賴於人工,質量不穩定,生產效率很低。
2.噴射成型:
屬於手糊工藝低壓成型中的一類,使用短切纖維和樹脂經過噴槍混合後,壓縮空氣噴灑在模具上,達到預定厚度後,再手工用橡膠錕按壓,然後固化成型。為改進手糊成型而創造的一種半機械化成型工藝,在工作效率方面有一定程度的提高,用以製造汽車車身、船身、浴缸、儲罐的過渡層。
3.層壓成型:
將逐層鋪疊的預浸料放置於上下平板模之間加壓加溫固化,這種工藝可以直接繼承木膠合板的生產方法和設備,並根據樹脂的流變性能,進行改進與完善。層壓成型工藝主要用來生產各種規格、不同用途的復合材料板材。具有機械化和自動化程度高、產品質量穩定等特點,但是設備一次性投資大。
4.纏繞成型:
將經過樹脂膠液浸漬的連續纖維或布帶按一定規律纏繞到芯模上,然後固化、脫模成為復合材料製品的工藝。碳纖維纏繞成型可充分發揮其高比強度、高比模量以及低密度的特點,可用於製造圓柱體、球體及某些正曲率回轉體或筒形碳纖維製品。
5.拉擠成型:
將浸漬樹脂膠液的連續碳纖維絲束、帶或布等,在牽引力的作用下,通過擠壓模具成型、固化,連續不斷地生產長度不限的型材。拉擠成型是復合材料成型工藝中的一種特殊工藝,其優點是生產過程可完全實現自動化控制,生產效率高。拉擠成型製品中纖維質量分數可高達80%,浸膠在張力下進行,能充分發揮增強材料的作用,產品強度高,其製成品縱、橫向強度可任意調整,可以滿足製品的不同力學性能要求。該工藝適合於生產各種截面形狀的型材,如工字型、角型、槽型、異型截面管材以及上述截面構成的組合截面型材。
6.液態成型:
將液態單體合成為高分子聚合物,再從聚合物固化反應為復合材料的過程改為直接在模具中同時一次完成,既減少了工藝過程中的能量消耗,又縮短了模塑周期(只需約2分鍾便可完成一件製品)。但這種工藝的應用,必須以精確的管道輸送和計量以及溫度壓力自動控制為基礎,屬於高分子材料和近代高新科學技術的交叉范疇,目前的應用還不是很廣。
7.真空熱壓罐:
將單層預浸料按預定方向鋪疊成的復合材料坯料放在熱壓罐內,在一定溫度和壓力下完成固化過程。熱壓罐是一種能承受和調控一定溫度、壓力范圍的專用壓力容器。坯料被鋪放在附有脫模劑的模具表面,然後依次用多孔防粘布(膜)、吸膠氈、透氣氈覆蓋,並密封於真空袋內,再放入熱壓罐中。加溫固化前先將袋抽真空,除去空氣和揮發物,然後按不同樹脂的固化制度升溫、加壓、固化。固化制度的制定與執行是保證熱壓罐成型製件質量的關鍵。該種成型工藝適用於製造飛機艙門、整流罩、機載雷達罩,支架、機翼、尾翼等產品。
8.真空導入:
簡稱VIP,在模具上鋪「干」碳纖維復合材料,然後鋪真空袋,並抽出體系中的真空,在模具腔中形成一個負壓,利用真空產生的壓力把不飽和樹脂通過預鋪的管路壓入纖維層中,讓樹脂浸潤增強材料,最後充滿整個模具,製品固化後,揭去真空袋材料,從模具上得到所需的製品。該工藝在1950年就出現了專利記錄,但在近幾年才得到發展。在真空環境下樹脂浸潤碳纖,製品中產生的氣泡極少,製品的強度更高、質量更輕,產品質量比較穩定,而且降低了樹脂的損耗,僅用一面模具就可以得到兩面光滑平整的製品,能較好地控制產品厚度。一般應用於船艇工業中的方向舵、雷達屏蔽罩,風電能源中的葉片、機艙罩,汽車工業中的各類車頂、擋風板、車廂等。
總結:隨著碳纖維復合材料應用的深入和發展,碳纖維復合材料的成型方式也在不斷地以新的形式出現,但是碳纖維復合材料的諸種成型工藝並非按照更新淘汰的方式存在的,在實際應用中,往往是多種工藝並存,實現不同條件、不同情況下的最好效應。同時碳纖維重量比鋁輕,強度卻高於鋼,又有耐腐蝕、耐高溫、模量高等優點,被稱為「新興材料之王」。碳纖維的產品在很多領域都有應用。希望以上的這些知識能夠幫到大家,祝大家生活愉快。