复合材料液体模塑成型技术（中文版）2013年最新《复合材料工艺与设备》ppt课件王继辉（武汉理工大学）

Liquid Composites Molding Process,复合材料液体模塑成型技术,液体模塑成型技术 织物与预成型 工艺监测与控制 液体模塑成型技术的应用,复合材料液体模塑成型技术,树脂传递模塑 Resin Transfer Molding (RTM) 结构反应注射模塑Structural Reaction Injection Molding (SRIM),真空辅助树脂注射 Vacuum-Assisted Resin Injection(VARI) 热膨胀树脂传递模塑 Thermal Expansion Resin Transfer Molding (TERTM) SCRIMP成型 Seemans Composite Resin Injection Molding Process,液体模塑成型技术,衍生工艺,复合材料液体模塑成型工艺原理示意图,低投入 低污染 高效率 高品质,树脂系统,复合引发体系,混合系统,注射口,真空口,真空口,纤维预成形,流动通过多孔介质 (流体动力学),化学反应 (反应动力学),热传导 (热力学),等效渗透 织物结构、层合结构,反应速率 放热曲线,低收缩 高机械性能 特殊性能,非稳态,非等温,树脂注射口,真空管,真空管,真空袋,真空辅助树脂注射,树脂注射口,真空袋,高渗透介质,真空管,真空管,SCRIMP成型,液体模塑成型的优点,成本低 表观质量佳 工艺灵活 可成型大型复杂制品 可加筋、加芯及插入物 整体成型 适合多种树脂体系,液体模塑成型的主要研究内容,部 件 的 复 杂 性,微 结 构 控 制,注射模塑,RTM （液体模塑）,压缩模塑,增强材料的选择,模塑件的力学性能要求 模塑件的使用环境要求 经济效益,常用增强材料,树脂体系的要求,工 艺,性 能,时间-温度-粘度 固化周期 后固化 适用期,模量 强度 使用寿命 使用温度,成 本,常用树脂类型,树脂传递模塑成型技术,注射口,预成型体,排气孔,预催化树脂,热流,充模与固化,脱模,适合于RTM的树脂体系,RTM 技术的综合性能,预成型体,模 具,注 射,固 化,脱 模,预成型体类型 预成型体结构 预成型体取向 渗透性,模具设计 模具材料 渗透性,树脂反应动力学 模具温度 热传递 充模时间,树脂反应动力学 模具温度 热传递,模具设计 渗透性 模具温度 树脂粘度,织 物 与 预 成 型,织 物 类 型,双向平纹,三向平纹,缝 编,多轴多层经向针织,三维柱状,三维编织,三维直交织物,角度互锁结构,织 物 结 构 的 选 择,工艺性能 渗透率 (X、Y和Z轴) 压缩性能 铺覆性能 使用性能 模量、强度等 耐久性 压缩性能,预 成 型 体,一般指实际结构的骨架 根据结构与树脂注射要求设计 设计时需特别注意如下几点:,随 机 毡,二 维 机 织 物,编 织 机,环 形 编 织 机 三 维 编 织 机,剪切-铺放预成型 纤维取向预成型 热成型材料冲压预成型 二维环形编织 插入物预成型,通 用 预 成 型 技 术,渗 透 率,预成型体的结构 树脂的粘度,渗透率（K）是用来表征流体通过预成型体的难易性，主要与下面两点有关,渗透率可决定一些关键的工艺参数,充模时间 注射压力,对于各向同性预成型体，渗透率仅需用一个值来表征 K = Kxx = Kyy = Kzz,对于各向异性预成型体，渗透率有三个值 Kxx, Kyy, Kzz,对于多层结构，有效渗透率可通过下面的关系进行估算,树脂固化过程,工 艺 监 测 与 控 制,固化是树脂通过化学反应改变其性能的过程,液 态,固 态,化学反应 热反应 挥发 粘度增加 凝胶 玻璃化,热辐射,加工成型工艺模型流程图,材料 - 热传递 - 比热,热动力学模型,- 反应速率 - 比热焓,- 分子量 - 粘度,热传递模型,工艺周期,液体模塑成型技术的应用,复合材料