复合材料预浸料极其加工设备

1、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预浸料预浸料真空袋真空袋热压罐热压罐压力袋压模工艺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。预浸预浸料料真空真空袋袋热压热压罐罐压力袋压模工艺1、预浸料概述1.2 商用预浸料性能要求v具有较长的适用期（室温1个月，18 6个月）；v可准确控制增强材料的含量和排列方向；v成型时应有适当的粘性和铺设性；v挥发分含

2、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1.3.11.3.1热固性树脂基体预浸料制备技热固性树脂基体预浸料制备技术术SMCSMC连续长纤维连续长纤维溶液浸渍法溶液浸渍法热熔法热熔法1.3.21.3.2热塑性热塑性树脂基体预浸料制备技树脂基体预浸料制备技术术1.3.1.1 溶液浸渍法（湿法）设备：卧式或立式浸胶机过程收卷 热处理炉(除去水分或石蜡浸润剂)浸胶槽(浸胶) 纤维(纱或织物) 烘干炉(除去溶剂、挥发分) (树脂预固化)存贮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

3、院自行研制北京航空材料研究院自行研制4848英寸热熔预浸机英寸热熔预浸机 北京航空材料研究院窄带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 熔融浸渍工艺层合切割玻璃毡树脂薄膜片材冷却预热热压浸渍热固结混合悬浮助剂树脂粉末热压玻纤悬浮液流浆箱成形网脱水干燥粘接片材卷材树脂、玻纤均匀分散1.3.2.2悬浮沉积工艺1.3.2.3 硫化床法短切树脂粉末玻纤输送网带热压冷却 电加热远红外加热片材1.3.2.4 静电

4、吸附法短切玻纤 350mm层合塑料薄膜 0.011mm热压冷却片材带静电 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真空袋成型制品毛坯真空袋密封抽真空固化制品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-固化预浸料预浸料1、模具、模具2、压力、压力(真空系统真空系统)3、温度（控制系统）、温度（控制系统） 真空系统：真空系统：真空袋真空袋真空泵、管路真空泵、管路密封材料密封材料 4 4、脱

5、模材料、脱模材料真空袋装2.2压力袋成型压力为0.250.5MPa2.2压力袋成型设备和工具浸渍-赋形-固化预浸料预浸料1、模具、模具2、压力、压力(压力系统压力系统)3、温度（控制系统）、温度（控制系统） 压力系统：压力系统：加压设备、管路加压设备、管路密封材料密封材料 4 4、脱模材料、脱模材料方案设计方案设计树脂基体采用耐低温、低粘度环氧树脂；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、提高层间剪切采用为了满足动载疲劳性、提高层间剪切采用正交三维；正交三维；真空浸渍、内气囊加压工艺。真空浸渍、内气囊加压工艺。内补强法兰内补强法兰内加压内加压真空浸渍真空浸渍 + + 气囊加压

6、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v制品表面与内部质量最佳（浸渍最佳）；v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）；v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 预浸料下料、 铺叠封装抽真空加热加压固化加压作用：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

7、构不致密2.3.3. 加热、加压工艺顺序加热预浸料熔融粘流态高弹态固化玻璃态固化温度、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、模具2、真空系统、真空系统3、温度（热压罐系统） 真空系统：真空系统：真空袋真空袋真空泵、管路真空泵、管路密封材料密封材料3 3、热压罐系统、热压罐系统 4 4、脱模材料、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 1、机械部分包括：、机械部分包括：密封腔体（由罐体、罐门机构、

8、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 2、功能及控制部分包括、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