复合材料预浸料极其加工设备.ppt

复合材料预浸料极其加工设备,复合材料预浸料极其加工设备概览,搓管工艺,1、预浸料制造设备与工艺2、真空袋工艺与设备3、热压罐工艺与设备,1、预浸料,1.1预浸料定义用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续、短切纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物；制造复合材料的中间材料。是进行铺层设计的基础，是直接用来制造各种复合材料构件的原料。,1、预浸料概述,1.2商用预浸料性能要求,具有较长的适用期（室温1个月，186个月）；可准确控制增强材料的含量和排列方向；成型时应有适当的粘性和铺设性；挥发分含量尽可能小（一般2%，主承力构件预浸料0.8%）,单向预浸带,窄预浸带,碳纤维织物预浸料,玻璃纤维织物预浸料,1.3预浸料制备工艺及设备,1.3.1热固性树脂基体预浸料制备技术SMC连续长纤维溶液浸渍法热熔法1.3.2热塑性树脂基体预浸料制备技术,1.3.1.1溶液浸渍法（湿法）,设备：卧式或立式浸胶机,过程,1.辊筒缠绕法,玻璃纤维无纬布,碳纤维无纬布,2、阵列式连续排铺法,北京航空材料研究院自行研制48英寸热熔预浸机,北京航空材料研究院窄带预浸机,1.3.1.2熔融法,优点：生产现场和环境无污染；节约溶剂；预浸料挥发分含量低缺点：不适合浸渍厚纤维或织物，高粘度树脂难于浸渍。,1、直接热熔法,2、胶膜法,1.3.2增强热塑性塑料片材制造,1.3.2.1熔融浸渍工艺,1.3.2.2悬浮沉积工艺,1.3.2.3硫化床法,1.3.2.4静电吸附法,玻纤静电摩擦辊静电发生器中长玻纤,2预浸料加工工艺和设备,预浸料,真空袋,热压罐,搓管工艺,压力袋,压模工艺,浸渍-赋形-固化,2.1.1过程,2.1真空袋成型,2.1.2特征,1）工艺简单，不需要专用设备；2）压力较小，最大为0.1MPa，只适用厚度1.5mm以下复合材料制品,2.1.3真空袋成型设备和工具,浸渍-赋形-固化,预浸料,1、模具2、压力(真空系统),3、温度（控制系统）,真空系统：真空袋真空泵、管路密封材料4、脱模材料,真空袋装,2.2压力袋成型,压力为0.250.5MPa,2.2压力袋成型设备和工具,浸渍-赋形-固化,预浸料,1、模具2、压力(压力系统),3、温度（控制系统）,压力系统：加压设备、管路密封材料4、脱模材料,方案设计,树脂基体采用耐低温、低粘度环氧树脂；,为了满足动载疲劳性、提高层间剪切采用正交三维；,真空浸渍、内气囊加压工艺。,真空浸渍+气囊加压,2.3真空袋-热压罐成型,热压罐,2.3.1热压罐成型复合材料制品的优点,制品表面与内部质量最佳（浸渍最佳）；大尺寸型面复杂的复合材料构件（受限于热压罐型腔尺寸）（成型最佳）；预浸料铺层，制品质量易控（固化最佳，工艺可控性好）。“热压罐成型是一种广泛用于成型先进复合材料结构的工艺方法。当前要求高承载的绝大多数复合材料结构依然采用热压罐成型”摘自聚合物复合材料及工艺220页王汝敏等科学出版社,2.3.2工艺过程,加压作用：压实预浸料，制备结构均匀、致密复合材料加压时机：粘流态与高弹态区间加压太早：树脂流失过多加压太迟：树脂已进入高弹态，树脂结构不致密,2.3.3.加热、加压工艺顺序,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,时间,温度,压力,真空度,2.3.4压力罐成型设备和工具,浸渍-赋形-固化,预浸料高压高温流胶,1、模具2、真空系统,3、温度（热压罐系统）,真空系统：真空袋真空泵、管路密封材料3、热压罐系统4、脱模材料,2.3.5热压罐系统,压力真空加热,2.3.5热压罐系统三大部分1、机械部分包括：密封腔体（由罐体、罐门机构、密封电机和隔热层等形成一个耐高压、高温的容器腔体）底板与小车；罐体：为圆筒形压力容器，封头采用压制成型，筒身采用钢板卷筒焊制。筒身由内外筒组成，加热与冷却装置安装在内外筒之间。罐体内装有风机，使空气通过内外筒涵道强制循环流动。内筒焊有底板，上置轨道和小车，制品可由小车进出罐体。,2、功能及控制部分包括：1压力系统（由压缩机、储气罐、压力调节阀、管路、变送器和压力表等组成压力传送与调控系统）；2加热、冷却系统（电热管均布在罐体尾部，加热功率满足腔体的最高温度要求及升温速率的要求）；3均风系统（由搅拌风机、导风筒和导流罩组成，加速热流传导，形成均匀温度场）；4真空系统(由真空泵、管路、真空表和真空阀组成，给封装的复合材