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,1,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,2,1、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。,3,1、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，18 6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%）,4,单向预浸带,窄预

2、浸带,5,碳纤维织物预浸料,玻璃纤维织物预浸料,6,1.3 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,7,1.3.1.1 溶液浸渍法（湿法）,设备：卧式或立式浸胶机,过程,8,1. 辊筒缠绕法,9,玻璃纤维无纬布,碳纤维无纬布,10,2、阵列式连续排铺法,11,北京航空材料研究院自行研制48英寸热熔预浸机,12,北京航空材料研究院窄带预浸机,13,1.3.1.2 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,1

3、4,2、胶膜法,15,1.3.2 增强热塑性塑料片材制造,1.3.2.1 熔融浸渍工艺,16,1.3.2.2悬浮沉积工艺,17,1.3.2.3 硫化床法,18,1.3.2.4 静电吸附法,玻纤 静电摩擦辊 静电发生器 中长玻纤,19,2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,20,2.1.1 过程,2.1真空袋成型,21,2.1.2 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,22,2.1.3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

4、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,23,真空袋装,24,25,26,2.2压力袋成型,压力为0.250.5MPa,27,2.2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,28,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。,29,真空浸渍 + 气囊加压,30,2.3真空袋-热压罐成型,31,热压罐,32,2.3.1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

5、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,33,2.3.2 工艺过程,34,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,35,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

6、，使制件密实； 加压时机 真空度：排除夹杂空气和挥发物,36,时间,温度,压力,真空度,37,2.3.4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,38,39,40,2.3.5 热压罐系统,压力 真空 加热,41,42,2.3.5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。,43,2、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，给封装的复合材料预