热固性复合材料成型工艺学习教案.pptx

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1、会计学1热固性复合材料热固性复合材料(f h ci lio)成型工艺成型工艺第一页，共78页。概述概述概述概述(i sh)i sh)n n定义：用手工或在机械定义：用手工或在机械辅助下将增强材料和热辅助下将增强材料和热固性树脂铺覆在模具上，固性树脂铺覆在模具上，树脂固化形成复合材料树脂固化形成复合材料的一种成型方法。的一种成型方法。n n工序：工序：增强材料剪裁增强材料剪裁模具准备模具准备涂擦脱模涂擦脱模剂剂喷涂胶衣喷涂胶衣成型操成型操作作(cozu)(cozu)固化固化脱脱模模修边修边装配装配制品。制品。典型的手糊成型(chngxng)复合材料结构第1页/共78页第二页，共78页。实例(sh

2、l)1 餐桌椅手糊成型第2页/共78页第三页，共78页。实例(shl)2 张家界景区游览车复合材料车体的手糊成型第3页/共78页第四页，共78页。n n优点：优点：n n操作简便，操作者容易培训操作简便，操作者容易培训n n设备投资设备投资(tu z)(tu z)少，生产费用低少，生产费用低n n能生产大型的和复杂结构的制品能生产大型的和复杂结构的制品n n制品的可设计性好，且容易改变设计制品的可设计性好，且容易改变设计n n模具材料来源广模具材料来源广n n可以制成夹层结构可以制成夹层结构n n缺点：缺点：n n劳动密集型的成型方法，生产效率低劳动密集型的成型方法，生产效率低喷射成型工艺喷射

3、成型工艺n n制品质量与操作者的技术水平有关制品质量与操作者的技术水平有关n n生产周期长生产周期长n n制品力学性能较其他方法低制品力学性能较其他方法低袋压成型工艺袋压成型工艺第4页/共78页第五页，共78页。原材料原材料原材料原材料n n玻璃纤维及其织物玻璃纤维及其织物n n选择依据：容易被树脂浸润选择依据：容易被树脂浸润n n 有较好的形变性有较好的形变性n n 满足制品满足制品(zhp(zhp n)n)的性能要求的性能要求n n 价格便宜价格便宜n n种类：无捻粗纱种类：无捻粗纱n n 无捻粗纱布无捻粗纱布n n 短切原丝毡短切原丝毡n n 加捻布加捻布n n 玻璃布袋玻璃布袋第5页/

4、共78页第六页，共78页。n n热固性树脂热固性树脂n n要求：要求：n n能够配制成黏度适宜的胶液能够配制成黏度适宜的胶液n n能在室温能在室温(sh wn)(sh wn)或较低温度下凝胶、固化，固或较低温度下凝胶、固化，固化时无低分子物产生化时无低分子物产生n n无毒或低毒无毒或低毒n n价格便宜，来源广泛价格便宜，来源广泛第6页/共78页第七页，共78页。不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)工艺性能制品(zhpn)性能价格(jig)便宜黏度小，浸润性好胶液的使用期调节范围广力学性能低，耐酸性好固化收缩率大，表面质量较差环氧树脂黏度较大，使用时要加入稀释剂固化剂用量变动范围小，胶液使用期

5、不易调整用胺类化合物作固化剂时毒性较大力学性能、耐腐蚀性能好固化收缩率低脆性较大较贵酚醛树脂黏度小，浸润性好在较低温度下，固化周期长阻燃性能好，燃烧时烟密度低，毒性小便宜第7页/共78页第八页，共78页。脱模剂脱模剂 脱模剂应具备脱模剂应具备(jbi)的条件：的条件：（1）不腐蚀模具，不影响固化，与树脂粘附力小；）不腐蚀模具，不影响固化，与树脂粘附力小；（2）成膜迅速、均匀、光滑；）成膜迅速、均匀、光滑；（3）使用简便、安全，价格便宜。）使用简便、安全，价格便宜。脱模剂按用途分为脱模剂按用途分为 按性状分为按性状分为内脱模剂 用于模压(my)和热固化 外脱模剂 用于手糊和冷固化 薄膜型脱模剂混

6、合(hnh)溶液型脱模剂油蜡型脱模剂辅助材料第8页/共78页第九页，共78页。1 薄膜型脱模剂薄膜型脱模剂 最常用的有：聚酯薄膜、玻璃纸、聚氯乙烯薄膜、聚最常用的有：聚酯薄膜、玻璃纸、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜等。乙烯薄膜等。其中聚酯薄膜应用最普遍，使用厚度一般为其中聚酯薄膜应用最普遍，使用厚度一般为0.04 mm、0.02 mm。使用方法：铺在模具上，或用凡士林贴在模具上。使用方法：铺在模具上，或用凡士林贴在模具上。优点：脱模效果好，使用方便，材料优点：脱模效果好，使用方便，材料(cilio)易得。易得。缺点：薄膜的柔韧性、帖服性差，不能用于形状缺点：薄膜的柔韧性、帖服性差，不能用于形状 复杂

7、的制品。复杂的制品。第9页/共78页第十页，共78页。2 混合溶液型脱模剂混合溶液型脱模剂（1）聚乙烯醇）聚乙烯醇(j y x chn)脱模剂的配制脱模剂的配制 在搅拌状态下，用水将聚乙烯醇在搅拌状态下，用水将聚乙烯醇(j y x chn)加热溶解（水温加热溶解（水温约约95），冷却到室温，往里滴加乙醇或丙酮（边加边搅拌）。），冷却到室温，往里滴加乙醇或丙酮（边加边搅拌）。加入甘油可增加膜的柔韧性；加入甘油可增加膜的柔韧性；加入少量洗衣粉，可使成膜均匀；加入少量洗衣粉，可使成膜均匀；加入少量蓝、红墨水可防止漏涂；加入少量蓝、红墨水可防止漏涂；需要干燥快则适当多加乙醇或丙酮。需要干燥快则适当多加

8、乙醇或丙酮。第10页/共78页第十一页，共78页。（2）过氯乙烯脱模剂）过氯乙烯脱模剂 配方：过氯乙烯粉配方：过氯乙烯粉510份份 甲苯甲苯(ji bn)丙酮（丙酮（1：1）9590份份 按比例将物料与溶剂混和搅拌，放入密闭容器中（不按比例将物料与溶剂混和搅拌，放入密闭容器中（不能用塑料容器）等完全溶解后即可使用。能用塑料容器）等完全溶解后即可使用。（3）聚苯乙烯溶液脱模剂）聚苯乙烯溶液脱模剂 配方：聚苯乙烯粉配方：聚苯乙烯粉 5份份 甲苯甲苯(ji bn)95份份 称量混合，搅拌均匀后，密封放置称量混合，搅拌均匀后，密封放置7天左右，若完全溶天左右，若完全溶解，搅拌均匀即可使用。解，搅拌均匀

9、即可使用。缺点：甲苯缺点：甲苯(ji bn)有毒有毒优点：脱模容易，成模速度快优点：脱模容易，成模速度快第11页/共78页第十二页，共78页。3 蜡类、油酯类脱模剂蜡类、油酯类脱模剂（1）蜡类脱模剂（蜡型脱模剂）蜡类脱模剂（蜡型脱模剂）使用方便、省工省时、价格便宜，脱模效果好，使用广使用方便、省工省时、价格便宜，脱模效果好，使用广泛。泛。（2）油酯类脱模剂）油酯类脱模剂 a、硅酯脱模剂、硅酯脱模剂 硅酯硅酯 100份份 甲苯甲苯(ji bn)100份份 b、其他油脂脱模剂、其他油脂脱模剂 耐热机油，硅油，凡士林油，变压器油等。耐热机油，硅油，凡士林油，变压器油等。第12页/共78页第十三页，共

10、78页。4 脱模剂复合脱模剂复合(fh)使用使用 对大型制品或外型复杂的制品，多采用几种对大型制品或外型复杂的制品，多采用几种脱模剂复合脱模剂复合(fh)使用，效果较好。使用，效果较好。第13页/共78页第十四页，共78页。填料目的：降低固化收缩率和热膨胀系数，减少固化时的 发热量以防龟裂 改善制品的耐热性、电性能、耐磨耗性、表面 平滑性及遮盖力，提高黏度或赋予触变性 降低成本要求：在树脂中的分散性好，吸油量少，不影响树脂固化和贮存稳定性常用填料：碳酸钙（最普遍，赋予体系触变性）石棉(shmin)、铝粉（提高冲击强度）石英粉、氧化铝（提高压缩强度）氧化铝、氧化钛（提高黏附力）三氧化二锑（提高阻

11、燃性）金属粉、石墨粉（提高导热性和导电性）滑石粉、石膏粉（降低成本）第14页/共78页第十五页，共78页。n n颜料(ynlio)糊n n要求n n在树脂中易分散，无色斑和分色现象，着色力大n n不影响树脂的黏度和固化n n有机过氧化物的存在或成型时加热不会变色或褪色n n贮存时不会引起树脂凝胶、色泽沉降或分离等现象n n种类n n有机颜料(ynlio)：着色力强、分散性好、透明度高n n无机颜料(ynlio)：耐候性、耐氧化性和耐溶剂性好第15页/共78页第十六页，共78页。n n触变剂n n触变性：在混合搅拌、涂刷等动作状态下，树脂黏度变低，而静止时黏度又变高的性质n n测定：6转每分钟与

12、60转每分钟时的黏度比（1.2）n n常用触变剂：气相二氧化硅（1020m）n n 聚氯乙烯细粉n n 膨润土n n 超细碳酸钙n n用量：树脂的13%n n作用：在立面上成型时防止树脂流挂、滴落、麻面n n 使成型操作容易(rngy)进行n n 第16页/共78页第十七页，共78页。模具模具模具模具(mj)(mj)n n模具设计的基本原则n n符合制品(zhpn)设计的精度要求n n有足够的强度和刚度n n容易脱模n n造价便宜，材料容易得到第17页/共78页第十八页，共78页。模具(mj)的结构形式单模 对模 拼装(pn zhun)模 阳模 阴模(yn m)模具的结构模具的结构第18页/共

13、78页第十九页，共78页。v模具材料选择：v（1）木材v 要求均质、无节。常用红松、银杏、枣木等。木材模具表面需要封孔处理。其特点是质轻、易加工；但不耐久。适合于小批量生产小型制品。v（2）石膏v 用半水石膏成型。制造简便，造价低；不耐用，怕冲击，适合于小批量生产形状复杂的制品。v（3）水泥v 制造方便，成本低，有一定强度，适合于制造形状简单，表面要求不高的制品。v（4）石蜡v 适合于制作(zhzu)难以取出的型心，一次性使用，成型后融化掉。第19页/共78页第二十页，共78页。（5 5）泡沫塑料：不取出的模芯部分）泡沫塑料：不取出的模芯部分 （6 6）低熔点合金：）低熔点合金：58%58%铋

14、和铋和42%42%锡，熔点锡，熔点135oC135oC 可可溶溶性性盐盐：6070%6070%磷磷酸酸铝铝，3040%3040%碳碳酸酸钠钠，58%58%偏偏硼硼酸酸钠钠，2%2%石石英粉，用于不易取出的复杂模具英粉，用于不易取出的复杂模具 （7 7）金属）金属 常常用用(chn(chn yn)yn)钢钢材材、铸铸铝铝等等。耐耐久久、不不易易变变形形；但但加加工工费费用用高。适合于小型、大批量生产的高精度制品。高。适合于小型、大批量生产的高精度制品。（8 8）玻璃钢）玻璃钢 由由木木模模或或石石膏膏模模翻翻制制。质质轻轻、耐耐久久、制制造造方方便便。适适合合于于中中小小型型制制品的批量生产。品

15、的批量生产。第20页/共78页第二十一页，共78页。n n玻璃钢模具的制造玻璃钢模具的制造n n要求：收缩和变形要与原设计精度保持一致要求：收缩和变形要与原设计精度保持一致n n 有良好的表面光洁度有良好的表面光洁度n n 能反复多次承受固化放热、收缩，脱模时的冲能反复多次承受固化放热、收缩，脱模时的冲n n 击，使用寿命长击，使用寿命长n n原材料：原材料：模具用胶衣树脂：模具用胶衣树脂：固化放热和收缩小；固化放热和收缩小；n n 优异的耐断裂、耐冲击性能；优异的耐断裂、耐冲击性能；优良的耐优良的耐n n 热性、光泽度和硬度；热性、光泽度和硬度；良好的涂刷性；良好的涂刷性；n n 与制品与制

16、品(zhp(zhp n)n)胶衣色调相反胶衣色调相反n n 增强层树脂：增强层树脂：固化收缩率小；固化收缩率小；韧性好；韧性好；n n 有易操作的黏度；有易操作的黏度；耐热性好耐热性好第21页/共78页第二十二页，共78页。n n玻璃钢模具的制作n n胶衣层n n增强层n n表面毡层的糊制n n第二层以后的糊制n n补强n n脱模n n表面加工n n玻璃钢模具的寿命及影响(yngxing)因素n n模具的制作方法n n脱模剂种类及用法n n制品的成型条件n n模具的保管方法n n模具的大小和形状n n模具承受过大的机械力导致模具寿命缩短第22页/共78页第二十三页，共78页。模具模具模具模具(

17、mj(mj)准准准准备备备备涂脱模剂涂脱模剂涂脱模剂涂脱模剂手糊成型手糊成型手糊成型手糊成型(chngx(chngxng)ng)树脂树脂树脂树脂(shzh(shzh)胶液胶液胶液胶液配制配制配制配制增强材增强材增强材增强材料准备料准备料准备料准备固化固化固化固化脱模脱模脱模脱模后处理后处理后处理后处理检验检验检验检验制品制品制品制品手糊成型工艺流程图手糊成型工艺流程图手糊成型工艺流程图手糊成型工艺流程图第23页/共78页第二十四页，共78页。增强材料增强材料(cilio)准备准备a.纤维表面纤维表面(biomin)处理（热处理或化学处理）；处理（热处理或化学处理）；b.使用使用(shyng)前

18、烘干处理；前烘干处理；c.按样板下料。按样板下料。下料时应注意以下几点：下料时应注意以下几点：1、布的方向性、布的方向性2、拼缝应各层错开、拼缝应各层错开 3、对圆形制品，布的、对圆形制品，布的45方向变形能力好，方向变形能力好，可沿此方向裁成布条糊制。可沿此方向裁成布条糊制。4、注意经济使用、注意经济使用 手糊成型工艺原材料的准备原材料的准备第24页/共78页第二十五页，共78页。胶液准备胶液准备(zhnbi)胶液的主要胶液的主要(zhyo)工艺指标是：胶液粘度；凝胶时间。工艺指标是：胶液粘度；凝胶时间。胶液粘度胶液粘度(zhn d)：表征流动特性，粘度控制在表征流动特性，粘度控制在0.2之

19、之间，间，一般用稀释剂调节一般用稀释剂调节 粘粘度度过过高高不不易易涂涂刷刷和和浸浸透透增增强强材材料料，粘粘度度过过低低，在在树树脂脂凝凝胶胶前前发发生生胶胶液液流流失失，使使制制品品出出现缺陷。现缺陷。第25页/共78页第二十六页，共78页。凝胶时间凝胶时间(shjin)(shjin)：指在一定温度条件下，树脂中加入定量的引发指在一定温度条件下，树脂中加入定量的引发剂、促进剂或固化剂，从粘流态到失去流动性，变剂、促进剂或固化剂，从粘流态到失去流动性，变成软胶状态成软胶状态(zhungti)(zhungti)凝胶所需的时间。凝胶所需的时间。一般采用引发剂、促进剂用量调节。一般采用引发剂、促进

20、剂用量调节。凝胶过快凝胶过快来不及操作，制品交联太严重来不及操作，制品交联太严重(ynzhng)(ynzhng)、收缩大、发脆。、收缩大、发脆。凝胶过慢凝胶过慢增加了生产周期，且易发生流胶。增加了生产周期，且易发生流胶。影响凝胶时间的主要因素：影响凝胶时间的主要因素：引发剂、促进剂用量。引发剂、促进剂用量大，凝胶时间缩短；引发剂、促进剂用量。引发剂、促进剂用量大，凝胶时间缩短；胶液体积的影响。胶液体积越大，热量不易散失，凝结快；胶液体积的影响。胶液体积越大，热量不易散失，凝结快；环境温度、湿度的影响环境温度、湿度的影响 气温越高，凝结越快气温越高，凝结越快 湿度越小，凝结越快湿度越小，凝结越快

21、 制品表面积影响制品表面积影响 制品表面积大，凝结快。制品表面积大，凝结快。第26页/共78页第二十七页，共78页。n n模具准备与脱模剂涂刷n n模具准备n n脱模剂涂刷（石蜡类，溶液类）n n胶衣层制备n n胶衣树脂胶液的配制n n胶衣喷涂：准备工作，喷涂，胶衣涂刷n n复合材料制品(zhpn)的糊制及固化n n糊制n n固化n n脱模、修整及装配第27页/共78页第二十八页，共78页。n n制品中产生缺陷的原因及解决方法n n胶衣层的缺陷n n褶皱：固化不足n n针孔(zhn kn)、气泡：树脂中含有气泡，模具表面有尘粒n n光泽不好：脱模过早，石蜡脱模剂使用不当n n胶衣剥落：胶衣层与

22、强度层间存在缺陷n n色斑：颜料分散不均，模具表面有灰尘n n起泡：胶衣层与强度层间裹入空气或溶剂n n裂纹：胶衣层太厚，树脂选择不当，苯乙烯或填料太多，树脂固化不良，制品受冲击等n n泛黄：湿度，树脂，引发系统，固化第28页/共78页第二十九页，共78页。n n强度层的缺陷n n制品表面发黏：暴露面固化不良（潮湿和氧气(yngq)）n n变形：固化不够，加强筋不够n n硬度低，刚度差：固化不全n n制品内气泡多：树脂用量多，胶液气泡多n n流胶：树脂黏度小，配料不均匀，引发剂、促进剂不足n n分层：制品受潮，树脂用量不够，增强材料未压紧，固化制度选择不当n n白化：一次糊制太厚，固化太快第2

23、9页/共78页第三十页，共78页。喷射成型喷射成型喷射成型喷射成型(chngxng)(chngxng)工艺工艺工艺工艺n n概述概述n n定义：利用喷枪将玻璃纤维及树脂同时喷到模具上而制得复合定义：利用喷枪将玻璃纤维及树脂同时喷到模具上而制得复合材料的工艺方法。材料的工艺方法。n n优点优点(yudi(yudi n)n)：n n利用粗纱代替玻璃布，可降低材料费用利用粗纱代替玻璃布，可降低材料费用n n半机械操作，生产效率比手糊法高半机械操作，生产效率比手糊法高2424倍倍n n无搭缝，制品整体性好无搭缝，制品整体性好n n减少飞边、裁屑和胶液剩余损耗减少飞边、裁屑和胶液剩余损耗n n缺点：树脂

24、含量高，制品强度低；现场粉尘大，工作环境差缺点：树脂含量高，制品强度低；现场粉尘大，工作环境差n n分类：按喷射方式：高压型和气动型分类：按喷射方式：高压型和气动型n n 按混合形式：内部混合型、外部混合型和已混合型按混合形式：内部混合型、外部混合型和已混合型第30页/共78页第三十一页，共78页。n n喷射成型工艺n n喷射成型常见的缺陷分析(fnx)n n浸渍不良n n脱落n n固化不足及固化不均n n粗纱切割不良n n空洞、气泡n n厚度不均n n白化及龟裂第31页/共78页第三十二页，共78页。袋压成型袋压成型袋压成型袋压成型(chngxng)(chngxng)工艺工艺工艺工艺n n概

25、述：n n定义：在手糊成型的制品上，装上橡胶袋或聚乙烯、聚乙烯醇袋，将气体压力施加到未固化的复合材料制品表面而使制品成型的工艺方法n n优点：制品两面较平滑；能适应聚酯、环氧及酚醛树脂；制品质量高，成型周期短。n n缺点：成本较高，不适用于大尺寸制品n n制品：原型零件；产量不大的制品；模压(my)法不能生产的较复杂制品；需要两面光滑的中小型制品第32页/共78页第三十三页，共78页。n n袋压成型工艺种类及特点n n种类：加压袋法和真空袋法n n特点：n n都采用手糊或喷射铺层n n均采用橡胶袋或聚乙烯醇袋加压n n为了加快生产周期，一般(ybn)都采用加热固化n n真空袋：0.050.06

26、 MPa，加压袋：0.40.5 MPan n袋压成型工艺n n装袋n n固化第33页/共78页第三十四页，共78页。复合材料复合材料复合材料复合材料(f h ci lio)(f h ci lio)夹层结构的制造夹层结构的制造夹层结构的制造夹层结构的制造n n概述概述n n夹层结构有两层薄而高强度的面板材料，其间夹着一层厚而轻质的芯材，是为夹层结构有两层薄而高强度的面板材料，其间夹着一层厚而轻质的芯材，是为了满足轻质高强要求发展起来的一种结构形式。了满足轻质高强要求发展起来的一种结构形式。n n面板材料：复合材料板、塑料板、铝板、胶合板等面板材料：复合材料板、塑料板、铝板、胶合板等n n夹芯材料

27、：蜂窝芯材、泡沫塑料、强芯毯、软木等夹芯材料：蜂窝芯材、泡沫塑料、强芯毯、软木等n n优点：比强度高，表面光洁，结构稳定性好，承载能力高，耐疲劳，隔音优点：比强度高，表面光洁，结构稳定性好，承载能力高，耐疲劳，隔音(g(gyn)yn)隔热等隔热等n n应用：航空工业、建筑工业、交通运输工业应用：航空工业、建筑工业、交通运输工业第34页/共78页第三十五页，共78页。n n夹芯材料n n蜂窝(fngw)夹芯材料n n蜂窝(fngw)的种类及特点n n按材料：纸蜂窝(fngw)、玻璃布蜂窝(fngw)、棉布蜂窝(fngw)等n n按平面投影形状：正六角形、矩形、有加强带的六角形等n n材料选择n

28、n玻璃布：未脱蜡的平纹布n n黏结剂：环氧树脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛n n玻璃布蜂窝(fngw)芯子的制造n n波纹法n n展开法：手工涂胶法：工艺简单，劳动强度大，生产效率低n n 机械涂胶法：漏胶法：生产效率高，质量较差n n 印胶涂胶法：设备简单，质量容易控制，生产效率高 第35页/共78页第三十六页，共78页。n n印胶涂胶法发生漏涂和透胶问题的印胶涂胶法发生漏涂和透胶问题的原因原因n n胶液压力胶液压力n n胶液黏度胶液黏度n n褶皱和偏斜褶皱和偏斜(pin xi)(pin xi)n n蜂窝的拼接蜂窝的拼接n n影响蜂窝夹层性能的因素影响蜂窝夹层性能的因素n n含胶量对性能的

29、影响含胶量对性能的影响n n玻璃布对性能的影响玻璃布对性能的影响n n蜂窝孔尺寸对性能的影响蜂窝孔尺寸对性能的影响n n蜂窝高度的影响蜂窝高度的影响第36页/共78页第三十七页，共78页。n n泡沫夹芯材料(cilio)n n泡沫塑料的分类及构造n n按气固相分散情况：闭孔和开孔n n按聚合物：酚醛、环氧、聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯n n按硬度：硬质、半硬质和软质n n泡沫塑料的制造方法n n物理发泡法（惰性气体和低沸点液体）n n化学发泡法（原料反应，化学发泡剂分解）n n泡沫塑料形成原理n n气发泡沫塑料的形成（形成、增长、稳定）n n组合泡沫塑料n n发泡剂：碳酸铵、碳酸氢钠、AIBN等

30、第37页/共78页第三十八页，共78页。n n聚氨酯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料n n生产生产(shngch(shngch n)n)方法：一步法和两步法方法：一步法和两步法n n原料：异氰酸酯（原料：异氰酸酯（TDITDI、MDIMDI和和PAPIPAPI等）等）n n聚酯或聚醚树脂聚酯或聚醚树脂n n催化剂（胺类和有机锡化合物）催化剂（胺类和有机锡化合物）n n发泡剂发泡剂n n乳化剂、表面活性剂（硅油、吐温乳化剂、表面活性剂（硅油、吐温8080）n n交联剂（甘油和乙二胺聚醚）交联剂（甘油和乙二胺聚醚）n n阻燃剂阻燃剂n n填料填料n n生产生产(shngch(shngch n)n)方法：喷涂

31、、浇铸方法：喷涂、浇铸n n生产生产(shngch(shngch n)n)工艺工艺第38页/共78页第三十九页，共78页。n n强芯毡夹芯材料强芯毡夹芯材料n n结构：无纺聚酯纤维黏结而成结构：无纺聚酯纤维黏结而成n n特点：比强度高；特点：比强度高；n n耐冲击性好；耐冲击性好；n n吸水性小；吸水性小；n n不易不易(b y)(b y)脱层脱层n n软木夹芯材料软木夹芯材料第39页/共78页第四十页，共78页。n n复合材料(f h ci lio)夹层结构的成型工艺n n蜂窝夹层结构的成型工艺n n湿法成型n n湿法冷固化成型n n湿法热固化成型n n干法成型n n涂胶黏结法n n胶膜法n

32、 n泡沫夹层结构的成型工艺n n预制黏结成型n n浇铸成型n n强芯毡夹层结构的成型工艺第40页/共78页第四十一页，共78页。模压成型模压成型(chngxng)工艺工艺概述模压料的制备片状模塑料、团状模塑料短纤维模压料的成型(chngxng)工艺片状模塑料的模压成型(chngxng)工艺片状模塑料制品的常见缺陷第41页/共78页第四十二页，共78页。概述概述概述概述(i sh)i sh)n n定义：将模压料置于金属对模中，在一定的温度和压力下，压制成型复合材料制品定义：将模压料置于金属对模中，在一定的温度和压力下，压制成型复合材料制品的一种的一种(y zh(y zh n n)成型工艺。成型工

33、艺。n n优点：生产效率高、制品尺寸精确、表面光洁、价格低廉，容易实现机械化和自动优点：生产效率高、制品尺寸精确、表面光洁、价格低廉，容易实现机械化和自动化，多数结构复杂的制品可一次成型，制品外观及尺寸的重复性好化，多数结构复杂的制品可一次成型，制品外观及尺寸的重复性好n n缺点：压模的设计与制造较复杂，初次投资较高，制品尺寸受设备限制，一般只适缺点：压模的设计与制造较复杂，初次投资较高，制品尺寸受设备限制，一般只适于中、小型复合材料制品于中、小型复合材料制品第42页/共78页第四十三页，共78页。n n类型n n短纤维料模压法n n毡料模压法n n碎布料模压法n n层压模压法n n缠绕模压法

34、n n织物模压法n n定向铺设(p sh)模压法n n预成型坯模压法n n片状模塑料模压法第43页/共78页第四十四页，共78页。模压模压模压模压(my)(my)料的制备料的制备料的制备料的制备n n模压(my)料的组成n n树脂：酚醛树脂和环氧树脂n n满足制品性能要求n n良好的流动特性n n适宜的固化速度，副产物少，体积收缩率小n n增强材料：玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等n n辅助材料：稀释剂、偶联剂、增黏剂、填料等第44页/共78页第四十五页，共78页。n n模压(my)料制备工艺n n预混法n n预浸法n n浸毡法纤维(xinwi)切割热处理混合(hnh)撕松烘干存放树脂调配玻璃纤维

35、热处理浸胶烘干切割存放树脂调配第45页/共78页第四十六页，共78页。捏合机捏合机撕松机撕松机第46页/共78页第四十七页，共78页。n n模压料的质量控制n n几种典型模压料的质量指标n n模压料质量指标的测定方法n n挥发物含量 V=(G1-G2)/G1X100%n n树脂含量 R=G1(1-V)-G4/G1(1-V)X100%n n不溶性树脂含量 C=(G3-G4)/G1(1-V)-G4X100%n n影响模压料质量的主要因素n n溶剂(rngj)，纤维长度，浸渍时间，烘干条件，其他n n模压料的存放n n模压料的启用期：37天n n模压料的存放期第47页/共78页第四十八页，共78页。

36、n n模压料的工艺性模压料的工艺性n n流动性流动性n n树脂的反应程度树脂的反应程度-不溶性树脂含量不溶性树脂含量n n挥发物含量挥发物含量n n增强材料的长度和含量增强材料的长度和含量n n模压料的形态模压料的形态n n成型温度成型温度(wnd)(wnd)和压力和压力n n收缩率（收缩率（00.3%00.3%）n n树脂种类树脂种类n n增强材料和填料含量增强材料和填料含量n n模压料的质量指标模压料的质量指标n n制品的结构及成型工艺条件制品的结构及成型工艺条件n n压缩比压缩比n n主要取决于模压料的特性和成型工艺过程，也与制主要取决于模压料的特性和成型工艺过程，也与制品结构有一定关系

37、品结构有一定关系第48页/共78页第四十九页，共78页。片状模塑料片状模塑料片状模塑料片状模塑料(slio)(slio)、团状模塑料、团状模塑料、团状模塑料、团状模塑料(slio)(slio)n n片状模塑料的组成n n树脂：邻苯型和间苯型不饱和聚酯树脂n n满足(mnz)制品的性能要求n n低收缩性n n良好的增稠特性n n较高的热态强度和韧性n n增强材料：玻璃纤维（短切毡和无捻粗纱）n n良好的切割性、分散性、浸渍性、抗静电性、流动性，压制成制品后强度高、外观好第49页/共78页第五十页，共78页。n n引发剂：BPO、TBP、DCPn n填料：n n用途：降低成本，减少收缩率，调节黏度

38、，赋予材料某些特殊(tsh)性质n n种类：氧化硅及硅酸盐类；碳酸盐类；硫酸盐类；氢氧化物n n选用考虑因素：颗粒大小；油吸附量；触变现象n n着色剂n n要求：模压温度下不褪色；不影响树脂固化；着色效果好，分散性好；不影响树脂增稠特性；色彩的耐久性好n n低收缩剂：热塑性树脂第50页/共78页第五十一页，共78页。n n增稠剂n n作用：使不饱和聚酯黏度迅速增加，达到工艺要求后又相对(xingdu)稳定n n增稠剂的类型及增稠效应n nCa、Mg的氧化物和氢氧化物系统n nMgO和环状酸、酐的组合系统n nLiCl和MgO的组合系统n n影响增稠速度的因素n n物理因素：温度、湿度、时间、填

39、料和增稠剂表面积n n化学因素：树脂组成、增稠剂类型、添加剂和杂质n n增稠机理第51页/共78页第五十二页，共78页。n n片状模塑料(slio)的制备工艺n n配方：制品性能；工艺性能；贮存期n n生产工艺树脂(shzh)固化剂增稠剂填料(tinlio)低收缩剂其他树脂糊上薄膜浸渍无捻粗纱切割沉降下薄膜树脂糊收卷稠化包装第52页/共78页第五十三页，共78页。液压机（模压液压机（模压(my)设备）设备）第53页/共78页第五十四页，共78页。短纤维模压短纤维模压短纤维模压短纤维模压(my)(my)料的成型工艺料的成型工艺料的成型工艺料的成型工艺模具(mj)预热 涂脱模剂模压(my)料 预热

40、模压料预成型装模压制脱模后处理修整及辅助加工检验成品第54页/共78页第五十五页，共78页。n n压制前的准备压制前的准备n n成型压力的计算成型压力的计算n n装料量的估计：装料量等于模压料制品装料量的估计：装料量等于模压料制品(zhp(zhp n)n)的的密度密度 制品制品(zhp(zhp n)n)的体积，再加上的体积，再加上3 35 5的挥发物、的挥发物、毛刺等损耗。毛刺等损耗。n n形状、尺寸简化计算法：将复杂形状的制品形状、尺寸简化计算法：将复杂形状的制品(zhp(zhp n)n)凭经验简化成一系列的标准几何形状，同凭经验简化成一系列的标准几何形状，同时将尺寸也作相应变更后再进行计算

41、。时将尺寸也作相应变更后再进行计算。n n相对密度比较法：当模压料制品相对密度比较法：当模压料制品(zhp(zhp n)n)有相对应有相对应的金属或其它材料零件时的金属或其它材料零件时n n铸型比较法：先在成型制品铸型比较法：先在成型制品(zhp(zhp n)n)的金属模具中，的金属模具中，用树脂、石蜡等铸型材料，铸成制品用树脂、石蜡等铸型材料，铸成制品(zhp(zhp n)n)形状形状并称其质量，再按铸型材料的质量及密度与模压料并称其质量，再按铸型材料的质量及密度与模压料密度比较，求出模压料制品密度比较，求出模压料制品(zhp(zhp n)n)质量。质量。第55页/共78页第五十六页，共78

42、页。n n脱模剂的使用和涂覆n n料的预热和预成型n n预热：改善工艺性能，60100oC，半小时n n预成型：预混料批量生产(shngchn)、多窝孔模具、特殊形状和要求的制品，可减小压缩比，缩短成型周期，提高生产(shngchn)效率，改善制品性能压制温度压制温度（）预热情况预热情况冲击强度冲击强度（kJ/mkJ/m2 2）弯曲强度弯曲强度（MPaMPa）马丁耐热马丁耐热（）24h24h吸水率吸水率（）（）175175未预热未预热98989.89.8100100100100预预 热热10910910.710.71101107474190190未预热未预热11111110.310.3101.

43、7101.76161预预 热热11811811.511.5124.3124.35050预热对线型酚醛模压(my)料制品性能的影响第56页/共78页第五十七页，共78页。n n压制n n装模n n使物料流程最短n n狭小流道和死角要预先(yxin)铺设料n n根据制品受力情况排布取向纤维n n铺设尽量均匀n n尽可能使物料中纤维沿流动方向取向第57页/共78页第五十八页，共78页。n n压制(yzh)n n压力制度：成型压力；加压时机；卸压放气模模 压压 料料 名名 称称成型压力（成型压力（MpaMpa）镁酚醛预混料镁酚醛预混料28.8-4928.8-49环氧酚醛模压料环氧酚醛模压料14.7-2

44、8.814.7-28.8环氧模压料环氧模压料4.9-19.64.9-19.6聚酯料团聚酯料团一般制品一般制品0.7-4.90.7-4.9复杂制品复杂制品4.9-9.84.9-9.8片状模塑料片状模塑料特种低压成型料特种低压成型料0.7-2.00.7-2.0一般制品一般制品2.5-4.92.5-4.9复杂深凹制品复杂深凹制品4.9-14.74.9-14.7几种模压料的成型几种模压料的成型(chngxng)(chngxng)压力压力第58页/共78页第五十九页，共78页。模压料镁酚醛模压料氨酚醛模压料环氧酚醛模压料小制品中制品大制品加压时机合模1050s在成型温度下加压。多次抬模放气反复充模在80

45、90 装模后经3090min在105 2 下一次加全压。8090 装模后约2040min在105 2 下一次加全压。6070 装模后约6090min在90105下一次加全压。8090 装模后约90120min在90105下一次加全压。几种常用(chn yn)模压料的加压时机第59页/共78页第六十页，共78页。n n温度制度：装模温度；升温速度；成型温度和保温温度制度：装模温度；升温速度；成型温度和保温n n装模温度：模压料的挥发物含量高，不溶性树脂含量低时，装模温度低，反之则高；装模温度：模压料的挥发物含量高，不溶性树脂含量低时，装模温度低，反之则高；n n升温速度：由装模温度到最高压制温度

46、的升温速率。对快速模压，装模温度压制温度，无升温速度；升温速度：由装模温度到最高压制温度的升温速率。对快速模压，装模温度压制温度，无升温速度；慢速模压，应选择慢速模压，应选择(xu(xu nz)nz)适宜的升温速度（适宜的升温速度（12oC/min12oC/min）。）。n n成型温度：主要依树脂放热曲线确定。成型温度：主要依树脂放热曲线确定。n n保温时间：过长，延长生产周期，使树脂交联过大，导致物料收缩过大，密度增加，树脂与填料间产保温时间：过长，延长生产周期，使树脂交联过大，导致物料收缩过大，密度增加，树脂与填料间产生内应力，严重时会使制品破裂；过短，导致树脂固化不完全，降低制品性能，同

47、时制品在脱模后会生内应力，严重时会使制品破裂；过短，导致树脂固化不完全，降低制品性能，同时制品在脱模后会继续收缩而出现翘曲现象。继续收缩而出现翘曲现象。n n降温与脱模降温与脱模n n修整及辅助加工修整及辅助加工第60页/共78页第六十一页，共78页。片状模塑料的模压片状模塑料的模压片状模塑料的模压片状模塑料的模压(my)(my)成型工艺成型工艺成型工艺成型工艺n n压制前的准备压制前的准备n n片状模塑料的质量检查片状模塑料的质量检查n n剪裁剪裁n n加料加料n n加料量：制品体积加料量：制品体积X1.8X1.8n n加料方式加料方式(fngsh)(fngsh)n n压制压制n n成型温度

48、：成型温度：120155oC120155oCn n成型压力成型压力n n固化时间固化时间压制(yzh)前的准备加料成型脱模修整校正成品第61页/共78页第六十二页，共78页。片状模塑料制品的常见片状模塑料制品的常见片状模塑料制品的常见片状模塑料制品的常见(chn(chn jin)jin)缺陷缺陷缺陷缺陷n n制品分层制品分层n n强度不足强度不足(bz)(bz)n n鼓泡鼓泡n n花斑花斑n n流纹流纹n n变形变形n n粘膜粘膜n n针孔针孔n n气孔气孔(qk(qk ng)ng)n n表面发暗表面发暗n n裂纹裂纹第62页/共78页第六十三页，共78页。层压成型层压成型(chngxng)工

49、艺工艺概述增强材料的浸胶工艺层压板成型(chngxng)工艺复合材料卷管成型(chngxng)工艺（略）第63页/共78页第六十四页，共78页。概述概述概述概述(i sh)i sh)n n定义：把一定层数的浸胶布（纸）叠在一起，送入多层液压机，在一定的温度和压力(yl)作用下压制成板材的工艺。n n优点：制品表面光洁、质量较好且稳定，生产效率高n n缺点：只能生产板材，且产品尺寸大小受设备限制第64页/共78页第六十五页，共78页。n n工艺流程(n y li chn)增强(zngqing)材料热固性树脂(shzh)浸胶胶布裁剪叠合热压脱模切边产品第65页/共78页第六十六页，共78页。增强材

50、料增强材料增强材料增强材料(cilio)(cilio)的浸胶工艺的浸胶工艺的浸胶工艺的浸胶工艺n n树脂胶液的黏度含胶量n n影响因素：胶液的浓度（密度）、温度n n增强(zngqing)材料的浸渍时间n n张力控制、挤胶辊的使用n n烘干温度和时间n n温度过高或时间过长：不溶性树脂含量增加n n温度过低或时间过短：挥发物含量过高n n稀释剂：对树脂溶解性好，挥发慢，沸点低，无毒或低毒第66页/共78页第六十七页，共78页。n n胶布的质量指标胶布的质量指标n n挥发物挥发物n n不溶性树脂含量不溶性树脂含量n n含胶量含胶量 R=(G2-G5)/G2X100%R=(G2-G5)/G2X10