碳纤维热压罐成型工艺
轻量级又坚固:碳纤维热压罐成型工艺
碳纤维热压罐是一种采用高温和高压技术，将碳纤维预浸料在工具表面加热至一定温度，然后施加一定压力，使其固化而成的容器。该工艺拥有成型周期短、强度高、重量轻等优势，因此广泛应用于航空航天、汽车制造、运动器材等领域。以下是碳纤维热压罐成型工艺的具体步骤：
1.材料准备。首先需要准备碳纤维布和环氧树脂预浸料。碳纤维布的种类和规格需要根据罐身的设计要求进行选择。环氧树脂预浸料需要在特定温度下储存，并严格按照说明书要求配比。
2.模具制造。根据罐身的形状和尺寸，制作相应的模具。模具表面应平整、光滑，并涂上一层脱模剂以便取出成型件。
3.成型。将碳纤维布预先铺放在模具表面，并涂上一层环氧树脂预浸料。然后将模具放入预热好的压力釜中，施加一定压力、温度，使碳纤维预浸料固化为硬质的碳纤维复合材料。
4.处理。取出成型件，通过裁剪、打磨、钻孔等方式进行进一步加工和修整，以便符合设计要求。
碳纤维热压罐成型工艺能够制造出质量轻、强度高、耐腐蚀、不易变形的容器，但生产过程中需要注意一些问题。
首先，要严格控制碳纤维布和环氧树脂预浸料的质量，避免出现问题。同时，尽量减少成型过程中的损耗，以节约材料成本。在压力
釜加压时，需要确保模具内部温度均匀，避免出现热点导致组织不均匀。另外，成型件的后续处理也需要仔细进行，以确保符合质量要求。
总之，碳纤维热压罐成型工艺是一种高效、环保、经济的工艺，
具有广泛的应用前景。在实际生产中，需要充分利用其优势，同时避
免出现问题，以确保成品质量。
热压罐介绍
热压罐介绍 目录 热压罐概述 (2) 热压罐性能 (2) 控制系统的优越性 (3) 安全可靠性 (3) 提供多种选择性 (4) 主要技术参数 (4) 热压罐用途 (4) 热压罐工艺成型典型产品 (5)
热压罐概述 热压罐主要用于金属/非金属胶接结构件和树脂基高强度玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维和环氧树脂复合材料热压固化成型关键设备。该设备可在对复合材料产品抽真空的情况下，实现加温、加压固化成型。 热压罐是聚合物基复合材料构件制品成型的关键工艺设备。热压罐成型工艺是将复合材料毛坯、蜂窝夹心结构或胶接结构用真空袋密封在模具上，置于热压罐中，在真空（或非真空）的状态下，经过升温、加压、保温（中温或高温）保压、降温卸压过程，使其成为所需要形状和质量状态制品的成型工艺方法。热压罐成型工艺是广泛应用的复合材料结构、蜂窝夹心结构及金属或复合材料胶接结构的主要成型方法之一。材料成型时，利用热压罐提供的均匀温度和压力环境实现固化，所以可得到表面与内部质量较高，结构复杂，面积巨大的符合材料制作。 复合材料基体树脂的固化，除了与树脂分子结构有关，还与其它组分（固化剂，交联促进剂等）有关。外界条件--温度、压力和时间因素对固化起着重要作用，通常称这三个因素为主要工艺参数，一切热压罐成型工艺方法都要根据基体树脂的分子结构变化规律确定其相应的工艺参数，热压罐必须具备实现控制这些工艺参数的功能。 热压罐性能 我公司生产的热压罐温度、压力、真空的控制均满足符合波音BAC5621“K”、D6-56273“B”、D6-49327“E”和AMS2750“D”工艺标准、 我公司生产的热压罐可达到真空袋内工件、模具与罐内空气温度的统一性，有效控制工件不同位置的温差，工作温差能够控制在±0.5℃
复合材料及其成型技术
1.什么是复合材料？简述复合材料的特点与应用 复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的机械工程材料。各种组成材料在性能上能互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料，从而满足各种不同的要求。复合材料的组成包括基体和增强材料两 个部分。 复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料，其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性，因此可按制件不同部位的强度要 求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料，在500C时仍能保持足够的强度和模量。碳化硅纤维与钛复合，不但钛的耐热性提高，且耐磨损，可用作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合，使用温度可达1500C, 比超合金涡轮叶片的使用温度（1100C）高得多。碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨，构成耐烧蚀材料，已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小，用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧，其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。 复合材料的成型方法按基体材料不同各异。树脂基复合材料的成型方法较多，有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。 金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。前者是在低于基体熔点温度下，通过施加压力实现成型，包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。后者是将基体熔化后，充填到增强体材料中，包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。 复合材料的主要应用领域有： ①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭
环氧树脂与碳纤维复合材料及加工技术
环氧树脂与碳纤维复合材料及加工技术 科研转载
图1 安装在底盘上的复合材料主承载结构 在汽车工业发达国家，一些小批量生产的高档汽车及赛车已使用了采用碳纤增强环氧树脂复合材料制成的主承力结构件，其强度、刚性及其他各项性能指标均可与传统的金属材料部件相媲美，同时重量也大为减轻。本文主要从材料和加工工艺等方面对此进行阐述。 自20世纪70年代第一次石油危机爆发以来，“汽车轻量化”便成为全球汽车制造业关注的重点之一。几十年来，人们不断地通过优化结构设计以及采用金属替代方案来实现减重的目标。近年来，随着工程塑料及复合材料等非金属材料在汽车内饰、外饰及功能件应用方面的日趋成熟，替代金属将它们用作结构件正成为汽车制造业新的研究课题。这其中，尤其以汽车主承力结构件（简称“主结构件“）的轻量化为制造 研究的重点和难点。 近些年来，随着长纤维增强复合材料（LFT）和片状模复合材料（SMC）及其加工技术的快速发展，国内外已出现了由这类材料经模压工艺制成的零部件，如车门骨架、发动机托架、座椅骨架及散热器支架等。然而，由于材料本身的限制，其强度、刚性及抗冲击性等均不能满足结构件特别是主结构件的要求。
图2 在2005年JEC展会中展出的复合材料车身结构 主结构件，包括汽车的A、B、C柱，以及由翼子板、前围、侧围、后围、顶梁和底板等构成的车身框架。由于是汽车的主要承载部件，为了确保足够的安全性能，汽车厂商会选择强度、刚性及耐冲击性能均很高的材料，通常是复合材料层合结构。相比之下，次承力结构件，包括车门、发罩、行李舱门和顶板等，它们通常使用的是复合材料三明治夹心结构（包括蜂窝夹心、泡沫夹心和轻木夹心等芯材）和层和结构。在此，暂不对三明治夹心结构进行表述，主要介绍复合材料实体层合结构。 在汽车工业发达国家，一些小批量生产的高档汽车及赛车已陆续使用了碳纤增强环氧树脂复合材料制成的主结构件和次承力结构件，其强度、刚性、抗疲劳性及其他各项性能指标均可满足设计要求，可与传统的金属材料部件相媲美。此外，此类产品还表现出了极好的抗腐蚀和耐腐蚀性能。与同体积的铝合金构件相比，减重可达50%。下面将从材料、加工工艺等方面对此进行详细阐述。 图3 Ferrari Enzo 复合材料车身 碳纤增强环氧树脂复合材料 作为一种设计灵活、轻质、高强、耐冲击及耐腐蚀的材料，环氧树脂基复合材料可用于制造多种汽车部件。除了车顶棚、门外板、翼子板以及发动机罩等车身部件外，它还可用于汽车主结构件。由此类材料制成的汽车部件不仅大大提高了汽车的安全性能，而且还降低了车重，减少了燃油消耗，提高了经济性，另外改善了美观性，如为车身带来碳纤维的外观效果。 图4 制袋完毕，进入热压罐加热加压固化 根据应用的不同，增强材料可选用玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维，甚至硼纤维等。对于主结构件而言，由碳纤维、芳纶纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合材料能够提供更高的强度和刚性，因此成为主结构件的首选材料。近年来，国外一些高档汽车如奔驰、宝马、保时捷和莲花等，以及世界上的几大赛车品牌，如法拉利、玛莎拉蒂、兰博基尼和波尔舍等，均已采用了由碳纤增强环氧树脂复合材料制成的主结构部件。此外，F1方程式赛车还全部采用了碳纤和硼纤维增强环氧树脂复合材料制成的车身。一般，碳纤增强环氧树脂复合材料中的纤维含量在60%～70%左右。与玻纤增强的环氧树脂相比，其密度更低、质量更轻、刚性更好且质感更加美观；与金属材料相比，其强度更优，抗疲劳性能更佳。不仅如此，根据应用要求，还可对碳纤增强环氧树脂进行局部或整体增韧处理，即通过加入一些热塑性树脂，如PEEK和PEKK 等，提高材料的耐冲击性能，使其可提供更好的安全性能。由于具有优异的综合性能优势，目前碳纤增强
先进复合材料热压罐成型技术
先进复合材料热压罐成型技术 苏鹏;崔文峰 【摘要】近年来,随着复合材料在航空航天中的广泛应用,其加工制造理论和技术水平在逐步提高.其中,热压罐成型技术是复合材料结构成型中较为成熟的方法,在航空航天产品中广泛应用.但是,由于现代大型飞机中应用的复合材料整体构件轮廓复杂度越来越高,尺寸也越来越大,传统热压罐成型技术已经无法满足制造实际应用需求.因此,为提高制品的质量和工作效率,热压罐成型工艺的改进和优化依然是当前主要的途径.本文根据传统热压罐成型工艺流程和特点,从提高产品质量和效率的角度分析其工艺过程,针对下料环节、温度控制环节、压力控制环节以及模具设计等关键技术,给出现阶段的最新研究进展. 【期刊名称】《现代制造技术与装备》 【年(卷),期】2016(000)011 【总页数】2页(P165-166) 【关键词】航空航天;复合材料;热压罐成型技术;温度场控制技术 【作者】苏鹏;崔文峰 【作者单位】大连长丰实业总公司,大连 116038;大连长丰实业总公司,大连116038 【正文语种】中文 热压罐成型工艺的工作原理是利用罐内的高温压缩气体产生的压力对复合材料坯料进行加热加压以完成固化成型。热压罐成型系统是由罐体、冷却系统、真空系统、
压力系统、加热系统、密封系统和控制系统构成。表1是热压罐各个系统的技术要求，该技术要求的满足可使热压罐罐内压力和温度均匀分布。 热压罐工艺流程：①预浸料下料（裁剪）；②铺叠毛坯；③抽真空预压实（坯料与模具贴合）；④（组装）固化；⑤（降温）脱模；⑥无损检测；⑦切边打磨；⑧称重。 当前，在热压罐抽真空压实环节借助真空袋与模具之间抽真空形成的负压，对复合材料坯料进行加压。现已经发展成熟的技术有真空袋成型法、压力袋成型法和双真空袋成型法。其中，真空袋成型法加压不大于0.1MPa，只适用于薄板制作或者蜂窝夹层结构。缺点是制品外形表面质量精度较差。压力袋成型法是通过向橡皮囊构成的压力袋（气压室）内注入压缩气体实现对复材坯料的加压，压力可达0.25～0.5MPa，特点是对模具的刚度和强度要求高，制品的机械性能好于真空袋成型法制品。双真空袋压成型法起源于美国空军，采用湿法环氧预浸料对飞机复合材料结构修补。它有两套真空系统，适用于挥发分含量较高的树脂体系，如酚醛和聚酰亚胺。 热压罐成型工艺已由最初制备飞机承力较小的构件扩张到垂尾，方向舵和平尾发展到当前的机翼、机身等主承力结构。综合热压罐的技术要求和工艺特点，热压罐成型工艺的优点有：①热压罐内的温度和压力均匀变化，保证了固化过程制品受热均匀；②使用范围广泛，模具相对比较简单，效率高，适合大面积复杂型面的蒙皮、壁板和机身的成型；③热压罐内的温度、压力几乎能满足所有聚合物基复合材料的成型工艺要求，如低温成型的聚酯基复材、高温高压成型的聚酰亚胺等；④成型工艺稳定可靠。缺点有：①采用人工铺叠和下料效率低，耗时长，劳动强度大，废料较多；②固化过程中用到的辅助材料价格昂贵。 热压罐成型过程中，具有较大调控和改进空间的工艺有：预浸料下料环节、加热环节、加压环节和模具材料和设计。
碳纤维热压罐成型工艺
碳纤维热压罐成型工艺 碳纤维是一种重要的高性能材料，具有轻质、高强、高刚度、耐腐蚀等优良性能，被广泛应用于航空、航天、汽车、体育器材等领域。碳纤维制品的制造工艺中，热压罐成型技术是一种主要的工艺方法，下面将详细介绍碳纤维热压罐成型工艺。 1. 热压罐成型工艺原理 热压罐成型工艺是指将碳纤维预浸料层叠在模具中，再将其放到热压罐中进行加压和加热，使其经历固化、成型等工艺过程后，形成最终的产品。热压罐成型工艺的原理是利用高温高压下的热膨胀和热收缩特性，使预浸料在模具中形成所需的形状，同时通过热固化反应，实现预浸料的硬化和固化。 2. 热压罐成型工艺流程 热压罐成型工艺的流程包括预处理、模具制备、材料层叠、真空抽气、加热固化、冷却卸模等步骤。 （1）预处理：对碳纤维预浸料进行干燥处理，以去除其中的水分和挥发性物质。 （2）模具制备：设计和制造模具，根据产品要求调整模具温度和压力。
（3）材料层叠：将预处理后的碳纤维预浸料叠放在模具中，按照图纸要求进行层叠。 （4）真空抽气：将模具放入真空环境中，抽出其中的气体，以去除材料层叠中的气泡和水分。 （5）加热固化：将模具放入热压罐中，加热到所需的温度，进行加压和加热，使预浸料经历固化、成型等工艺过程。 （6）冷却卸模：待固化完成后，将模具从热压罐中取出，放置在冷却室中进行冷却，然后进行卸模、修边、打磨等后续处理。 3. 热压罐成型工艺优缺点 （1）优点：热压罐成型工艺可以实现高效、高精度、高品质的制造，能够制造出形状复杂、性能优良的碳纤维制品。该工艺还可以实现自动化生产，提高生产效率。 （2）缺点：热压罐成型工艺需要较高的设备投入和工艺技术要求，需要严格控制加热、压力、真空度等参数，以保证制品质量。此外，该工艺还存在一定的环境污染和能源消耗问题。 4. 热压罐成型工艺应用领域 热压罐成型工艺被广泛应用于航空、航天、汽车、体育器材等领域。在航空航天领域，碳纤维热压罐成型工艺可以用于制造机身、机翼、
碳纤维铺层及热压罐成型工艺
碳纤维铺层及热压罐成型工艺 碳纤维是一种轻、高强度的复合材料，具有优异的力学性能和化学稳定性，因此在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到广泛应用。碳纤维制品的制造过程中，碳纤维铺层及热压罐成型工艺是关键步骤之一。 碳纤维铺层是将碳纤维布按照一定规律和层数铺放于工件模具上的过程。碳纤维布一般采用预浸料形式，即将碳纤维与树脂预先浸渍，以提高其成型性和力学性能。在铺放过程中，需要注意碳纤维布的方向和重叠度，以确保最终制品的力学性能和外观质量。 热压罐成型是将铺放好的碳纤维布放入热压罐中，在高温和高压的环境下进行成型的工艺。热压罐通常由压力容器和加热系统组成。在加热过程中，树脂预浸料中的树脂会熔化，填充碳纤维之间的空隙，形成固态复合材料。通过控制压力、温度和时间等参数，可以实现对制品成型过程的控制，确保最终制品的性能和质量。 碳纤维铺层及热压罐成型工艺的关键在于控制各个环节的工艺参数。首先是铺层工艺中的碳纤维布的方向和重叠度的控制。碳纤维布的方向决定了最终制品的力学性能，因此需要根据设计要求进行合理的安排。重叠度的控制则影响了制品的表面光洁度和力学性能的均匀性。 其次是热压罐成型过程中的温度、压力和时间的控制。温度过高可
能导致树脂过热、烧焦或产生气泡等问题，而温度过低则无法使树脂充分熔化。压力的控制可以调节树脂的渗透性和制品的密实度，影响最终制品的强度和硬度。时间的控制则决定了树脂的熔化和固化过程，过长或过短的时间都会影响制品的性能。 为了提高制品的表面质量，还可以采用真空辅助成型技术。在热压罐成型过程中，通过抽取热压罐内的空气，可以减少树脂中的气泡和制品表面的缺陷，提高制品的光洁度和外观质量。 碳纤维铺层及热压罐成型工艺是制造碳纤维制品的重要工艺之一。合理控制铺层工艺中的碳纤维布方向和重叠度，以及热压罐成型过程中的温度、压力和时间等参数，可以实现制品的成型和质量要求。随着碳纤维技术的不断发展和应用的扩大，碳纤维铺层及热压罐成型工艺也将进一步完善和优化，为碳纤维制品的制造提供更好的解决方案。
碳纤维热压罐
标题：碳纤维热压罐设备 关键词：碳纤维热压罐设备 碳纤维热压罐设备是用于固化热固性预浸料的最常用方法。热固性复合材料的固化涉及机械和化学过程。在机械上，施加压力以去除滞留的空气和挥发物，并固结各个帘布层和纤维。化学上，必须引发交联反应并使其完成以形成刚性基质。交联通常通过加热来引发，尽管也可以通过暴露于紫外线，微波或高能电子（电子束固化）来引发。 碳纤维热压罐设备工艺中，高压和热通过热压罐气氛施加到零件上，真空袋用于施加附加压力并保护层压板免受真空碳纤维热压罐气体的侵害。特定应用的固化周期通常是凭经验确定的，因此，可以针对单一材料系统开发几个固化周期，以解决层压板厚度的差异或优化固化零件的特定性能。 成品复合材料的质量在很大程度上取决于固化周期。固化周期的变化，有时甚至是明显的微小变化，都会对层压板的性能产生负面影响。热压罐技术的进步，包括现代控制系统以及新的风道和加热器配置，正在导致复合材料质量的整体提高。 在固化过程中直接监控树脂性能的新方法有望完全闭合控制回路，使碳纤维热压罐设备能够实时适应固化条件。 典型的碳纤维热压罐设备固化周期为两步过程。首先，在温度升高到中间水平并保持一小段时间的同时施加真空和压力。热量降低了树脂的粘度，使其流动并更容易使残留的空气和挥发物逸出。树脂在此阶段也开始润湿纤
维。在第二次升温中，将温度升高到最终固化温度，并保持足够长的时间以完成固化反应。在此步骤中，粘度继续下降，但是预设的温度上升速率和保持时间随后将粘度稳定在允许充分固结和纤维润湿的水平，同时避免了过多的流动和随后的树脂不足。这些控制因素也减慢了反应速度，从而防止了放热聚合过程中产生过多的热量。
碳纤维复合材料生产工艺及产品用途
碳纤维材料的成型工艺方法及应用 碳纤维材料成型主要有两种，一种是热固化成型，一种是热塑型成型。 热固化成型是指将碳纤维按不同方向、不同层数铺设出制品形状 ,在一定压力和温度下固化成型 .而复合材料成型工艺 ,较常见的有以下 5种 . 1.1裱糊成型工艺 它是用手工将预浸料裱糊在模具上 ,然后固化成型 .此法最大的优点是工艺装备简单 ,手工完成比较复杂的操作 ,能加工出形状复杂的零件 ,适用于小批量生产 ;缺点是生产效率低 ,劳动条件差 ,劳动强度大 .笔者采用该工艺试制出的碳纤维整体车架样件 ,表观质量尚可 ,但尺寸精度较差 ,工艺稳定性差 . 1.2纤维缠绕成型工艺 1.3它是开发最早的连续成型工艺 ,即纤维通过树脂胶槽浸上树脂后按照一定的规律缠绕 在转动的芯模上 ,然后经加热使胶液固化成型 .它的一个突出特点是能够按照制品的受力情况 ,将纤维按一定规律排布 ,从而充分发挥纤维的强度 ,获得轻质高强的制品 ;在工艺上能实现连续化、机械化生产 ,并且生产周期短 ,生产效率高 ,劳动强度小 ,适用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形制品 . 1.4拉挤工艺 它是发展速度较快的一种成型工艺 ,即纤维通过树脂槽浸渍树脂后进入加热模具固化 ,制 成各种各样不同形状的型材 .其优点是能一次压制出形状复杂、尺寸准确的零件 ,生产率高 ,但工艺装备复杂 ,不适于制备批量小、尺寸大的产品 . 1.5树脂传递模压工艺 ( RTM)， RTM( resin transfer moulding)工艺是 9 0年代最热门 的一种成型工艺 ,即先将增强材料做成预成型件放入封闭模具中 ,在真空和压力的条件下 ,树脂被注入模具而固化成型 .其特点是 :1)工艺过程简单 ,避免了预浸料这一中间环节 ;2)低压注胶 ,节约了附加设备的费用 ;3)封闭式模具操作 ,作业环境清洁 ;4)易于实现自动化和计算机控制 ;5)制件表面质量好 .因此 ,RTM技术有很好的发展前景 . 1.6编织成型工艺 三维编织的过程是参加编织的所有纤维都沿同一方向排列 ,然后每根纤维束都沿自己的 方向偏移一个角度互相交织形成织物的过程 .采用三维编织的复合材料具有整体性和力学的合理性两大特点 ,其在剪切强度、抗冲击损伤特性等性能方面均优于传统的层合复合材料 ,因此采用编织结构的复合材料发展迅速，三维编织分圆机和方机两种 ,用这两种机器可以编织出许多复杂的编织物 .但这些复杂形状大多来源于两种基本形状——长方体和厚壁的圆管 . 热塑性复合材料
实验4 手糊,袋压成型工艺实验报告
复合材料工艺学实验报告（第一组） 实验4 手糊·袋压成型工艺实验 同济大学 飞行器制造工程
实验4 手糊·袋压成型工艺实验 一，实验原理 1，手糊成型工艺又称接触成型工艺，其成型过程为：先在模具上涂脱模剂，然后将配好的树脂混合料用刮刀或刷子涂刷到模具上，开始铺设第一层纤维增强材料（如：玻纤布等），用刮刀或棍子，毛刷迫使树脂浸入增强材料内并赶出气泡，待树脂均匀浸透增强材料后，再铺放第二层增强材料，如此反复涂刷树脂和铺放增强材料，直至达到所需要的设计层数，然后进行固化，脱模和修整。手糊成型工艺流程见图4.1. 图4.1 手糊成型工艺流程图 手糊成型工艺具有以下特点： a. 无需专用设备，投资少. b、不受制品形状、尺寸限制，特别适用于数量少、整体式结构，造型复杂及大型制品的生产和试制； c．合理地使用增强材料，可以根据设计要求，在任意部位加强或减弱 . 做到以最低成本实现设计要求，当发现设计不合理时，能方便地进行修改， d. 操作方便，容易掌握，便于推广. 其缺点是： a. 人为因素较复杂，产品质量不易控制； b. 对工人技术水平要求高S
C 生产效率低劳动条件差。 2，袋压成型工艺是在手糊成型的基础上 (树脂未凝胶) ，通过橡胶袋或其它不透气的高分子聚合物材料制成的柔软袋，将气体压力传递到未固化的复合材料制品表面，达到赶除气泡、层合致密的一种成型方法。袋压成型有湿法和干法之分：从加压形式又可分为加压袋法、真空袋法和热压罐法。袋压成型比手糊成型的制品强度高、材质均匀致密、质量稳定。 我国在 5O 年代就开始采用真空袋法制造飞机雷达罩， 7O 年代后采用热压罐法制造碳纤维和硼纤维复合材料机翼后缘板，起落架后门，垂直尾真等，已成功的用于航空工业。袋压成型工艺按袋压方式不同可分以下三种： （1）加压袋法：它是在未凝胶的手糊制品表面加盖一层橡胶袋，固定好盖板如图 4. 2，然后通过压缩空气或蒸汽，使制品在均匀压力下固化成型。(2) 真空袋法：将未固化的制品，连同模具，用一个大橡胶袋包上，周边密封，抽真空，使手糊制品表面受大气压力. 经固化后即得制品如图 4.3 所示。 1模具（可加热）；2加压橡胶袋； 1模具（可加热）2橡胶袋；3手糊铺层 3手糊铺层；4气压口；5盖板；6紧固 4抽真空口；5密封条 装置 （3）热压灌法：其工作原理参见图 4. 4，它是在真空袋法的基础上把模具和制品整个推进压力罐中，接通真空和压缩空气，边抽真空，边导入压缩气体，使制品在封闭的压力罐内热压固化。它综合了加压袋法和真空袋法的优点，生产周期短，产品质量高。
碳纤维复合材料成型工艺
碳纤维复合材料成型工艺 碳纤维复合材料成型工艺 碳纤维复合材料虽然性能优异，但因为成本和批量化生产效率的问题，迟迟没有大规模应用。如何高速、高效大批量生产高质量、低成本的碳纤维复合材料，并提高材料利用率，是业界人士的共同目标。 碳纤维复合材料在发挥其轻质高强的基础上，会根据应用对象的差异采用不同的成型工艺，从而尽可能地发挥出碳纤维所具有的特殊性能。成型工艺改进、优化的目的主要是提高效率和制品质量，从而降低整体的加工成本。 一、复合材料主要成型工艺的汇总 （1）手糊成型工艺--湿法铺层成型法； （2）喷射成型工艺； （3）树脂传递模塑成型技术（RTM技术）； （4）袋压法（压力袋法）成型； （5）真空袋压成型； （6）热压罐成型技术； （7）液压釜法成型技术； （8）热膨胀模塑法成型技术； （9）夹层结构成型技术； （10）模压料生产工艺； （11）ZMC模压料注射技术； （12）模压成型工艺； （13）层合板生产技术； （14）卷制管成型技术； （15）纤维缠绕制品成型技术； （16）连续制板生产工艺； （17）浇铸成型技术； （18）拉挤成型工艺；
（19）连续缠绕制管工艺； （20）编织复合材料制造技术； （21）热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺； （22）注射成型工艺； （23）挤出成型工艺； （24）离心浇铸制管成型工艺； （25）其它成型技术。 随着碳纤维复合材料应用的深入和发展，碳纤维复合材料的成型方式也在不断地以新的形式出现，但是碳纤维复合材料的诸种成型工艺并非按照更新淘汰的方式存在的，在实际应用中，往往是多种工艺并存，实现不同条件、不同情况下的最好效应。相信在未来几年碳纤维复合材料成型速度会不断提高，或许一分钟内成型将不会是空谈。 二、12种碳纤维复合材料成型工艺 1.手糊成型--湿法铺层成型法 在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣，将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上，刷涂或喷涂树脂体系胶液，达到需要的厚度后，成型固化、脱模。在制备技术高度发达的今天，手糊工艺仍以工艺简便、投资低廉、适用面广等优势在石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域广泛应用。其缺点是质地疏松、密度低，制品强度不高，而且主要依赖于人工，质量不稳定，生产效率很低。 手糊成型示意图 2.喷射成型工艺 属于手糊工艺低压成型中的一类，使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后，压缩空气喷洒在模具上，达到预定厚度后，再手工用橡胶锟按压，然后固化成型。为改进手糊成型而创造的一种半机械化成型工艺，在工作效率方面有一定程度的提高，但依然满足不了大批量生产，用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。 复合材料喷射成型工艺示意图 3.层压成型 将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化，这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备，并根据树脂的流变性能，进行改进与完善。层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材。具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点，但是设备一次性投资大。
复合材料及其成型技术
1.什么是复合材料？简述复合材料的特点与应用。 复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的机械工程材料。各种组成材料在性能上能互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料，从而满足各种不同的要求。复合材料的组成包括基体和增强材料两个部分。 复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料，其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性，因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料，在500℃时仍能保持足够的强度和模量.碳化硅纤维与钛复合，不但钛的耐热性提高,且耐磨损，可用作发动机风扇叶片.碳化硅纤维与陶瓷复合,使用温度可达1500℃,比超合金涡轮叶片的使用温度（1100℃）高得多。碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨，构成耐烧蚀材料，已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小,用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧，其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。 复合材料的成型方法按基体材料不同各异.树脂基复合材料的成型方法较多，有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。前者是在低于基体熔点温度下，通过施加压力实现成型，包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。后者是将基体熔化后，充填到增强体材料中，包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。 复合材料的主要应用领域有： ①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载
纤维预浸料MSDS报告
纤维预浸料MSDS报告 【科普知识】碳纤维预浸料后成型工艺与制品及应用领域 预浸料是指将树脂在未固化之前预先和纤维结合在一起，并保持一定的储存期，在储存期内可以随时进行铺层设计、成型，是制作复合材料的中间材料。碳纤维预浸料是碳纤维丝束经过展纱（或碳纤维编织布），在压力和温度的作用下，和预先涂敷在离型纸上的树脂，进行结合，然后冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的中间品复合材料，又叫做碳纤维预浸布。 预浸料的常见组成部分为：底部是一层离型纸（白色），中间为成品预浸料（黑色），表面再覆盖一层聚乙烯薄膜（蓝色），其中中间的成品预浸料又由树脂和纤维组成。 预浸料的意思是预先用树脂浸润好纤维，在后面工艺中铺叠、成型，加热固化。所以预浸料的树脂是未经固化的树脂，多以热固性树脂为主。热固性树脂有很多种，常用的有酚醛树脂、环氧树脂、双马树脂、乙烯基树脂、氰酸树脂等。碳纤维预浸料中以环氧树脂最多、应用最广泛，在一些耐高温的场合会用到双马、氰酸树脂。预浸料适用工艺较多，主要是热压罐工艺，另外也有非热压罐工艺。热压罐工艺热压罐工艺是纤维复合材料应用较多、最为常见的一种成型方式，特别在航空航天领域的比重更是高达80%以上。成型的构件多应用于航空航天领域等主承力和次承力结构，
以及国防、轨道交通、电子通讯、汽车制造、体育运动器材等诸多领域。 将碳纤维预浸料按铺层要求铺放于模具上，将毛坯密封在真空袋后放置于碳纤维热压罐中。在真空状态下，经过热压罐设备升温、加压、保温、降温和卸压等程序，利用热压罐内同时提供的均匀温度和均布压力实现固化，从而可以形成表面与内部质量高、形状复杂的碳纤维复合材料制件。用热压罐的一个重要原因是向预浸料提供足够的压力，以此抑制孔隙的生成，所以做出来的产品性能好，能够作为结构件使用。因此热压罐工艺在航空航天上应用较多，但是热压罐工艺也存在成本高、效率低的缺点。真空袋压工艺针对热压罐成本高的缺点，发展了真空袋压工艺，真空袋压工艺前序工艺和热压罐类似，后期固化不使用热压罐，而是使用固化炉。固化炉价格便宜，但没有压力，在抽真空情况下，压差只有一个大气压。因此要得到类似的孔隙率，对树脂和预浸料要求较高。有研究表明，半浸润的预浸料能够有效低提高气体渗透性，OoA预浸料采用树脂半浸润，将干纤维作为排出气体的通道，在零件固化时卷入的气体和挥发份都可以通过通道排出。 预浸料模压相对生产效率高，便于实现专业化和自动化生产，特别是使用快速固化预浸料，时间可以缩短到10分钟以内一模；产品尺寸精度高，重复性好；表面光洁；能一次成型结构复杂的制品；适合批量生产。不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量
热压罐成型法简介
1 概述 热压罐HotAirAutoelave或简写Atitoelave是一种针对聚合物基复合材料成型工艺特点的工艺设备,使用这种设备进行成型工艺的方法叫热压罐法崔盛瑞;热压罐成型法是制造连续纤维增强热固性复合材料制件的主要方法戴夫,目前广泛应用于先进复合材料结构、蜂窝夹层结构及金属或复合材料胶接结构的成型中何颖;材料成型时,利用热压罐内同时提供的均匀温度和均布压力而固化,所以可得到表面与内部质量高,形状复杂,面积巨大的复合材料制件.我国的西安飞机制造公司于八十年代末同德国的肖尔茨机械工程公司公司联合设计分体加工制造了国内航空工厂最大规格的热压罐;崔盛瑞 2 热压罐成型法简介马军 热压罐成型法是目前国内外广泛采用的工艺方法之一,主要用于大尺寸、外形较复杂的航空、航天FRP构件的制造,如蒙皮件、肋、框、各种壁板件、地板及整流罩;热压罐成型法也有一定的局限性,结构很复杂的构件,用该方法成型有一定困难;同时此法对模具的设计技术要求很高,模具必须有良好的导热性、热态刚性和气密性; 基本原理 将预浸料按铺层要求铺放于模具上,并密封在真空袋中后放入热压罐中,经过热压罐设备加温、加压,完成材料固化反应,使预浸料坯件成为所需形状和满足质量要求的构件的工艺方法; 工艺特点 热压罐成型法是FRP构件的最常用成型方法,可成型夹层结构件和层压板构件,也可成型组合构件和胶接构件; 目前适用于热压罐中温成型复合材料的模具主要有以下几种何颖:铝模具、钢模具、碳纤维/环氧树脂复合材料模具;总的来说,对于尺寸精度配合要求较高、而且产量不大的复合材料构件可用碳纤维/环氧复合材料模具;对于尺寸精度要求不太高的构件或平板产品,铝制模具最为适用;当产品批量大,尺寸精度要求较高的构件,选择钢制模具最为经济、实用; 基本工艺参数崔盛瑞 复合材料基体树脂的固化、除了与树脂的分子结构有关,还与其他组分固化剂、交联促进剂等有关.外界条件—温度、压力和时间因素对固化成型起着重要的作用,通常称这三个因素为工艺参数. 就目前国内国外树脂体系固化所需压力而言,除聚酸亚胺类外,固化压力一般在的范围内3.用于复合材料成型工艺的热压罐其使用压力一般小于,属于二类低压容器.从成型工艺的角度来看,基体树脂从线型结构转变成三维网状结构的全部历程可分为三个阶段:流动阶段,凝胶阶段和固化阶段,而且这一过程均是处在一定温度下进行的.根据文献〔3〕,〔6〕报道,国内重要的航空结构用复合材料基体树脂的固化温度最高在180士5℃的范围.将热压罐的最高使用温度设定在250℃是适宜的;该温度是目前国内对热压罐普遍使用的上限温度. 温度场的分布:热压雄内部都设有空气搅拌循环装置,其主要功能是使雄内温度均匀化. 对热压罐尤其是大型热压罐来说,由于热交换对象不同模具的大小与材质,复合材料的厚度与平面尺寸,辅助材料的层数等,往往产生罐内温度与材料实际温度有较大差异8,9.准确测出这种温差的出现、分布和弥合,是确定合理的工艺参数的基体条件. 3. 缺陷研究 在复合材料制件中主要缺陷的比例从高到低依次为分层、孔隙、气孔、富脂、贫胶、脱粘、疏松、弱粘、变形其中分层所占比例最高,超过,气孔、孔隙的比例也比
碳纤维复合材料加工工艺介绍
碳纤维复合材料加工工艺 一、手糊成型工艺： 在模具表面上涂抹脱模剂、胶衣，将事先裁好的碳纤维预浸布铺设在模具工作面上，在工作面上刷涂或喷射树脂胶液，达到所需要的厚度之后，成型固化、脱模、后处理。在成型技术高度发达的今天，手糊工艺仍然具有工艺简便、投资低廉、适用面广的特点，在石油化工、储存容器、贮槽、汽车壳体等诸多领域有广泛应用。其缺点是质地疏松、精度不高、表面粗糙、密度低，制品强度不高，并且主要依赖人工，质量不稳定，生产效率很低，难以批量化和标准化。喷射成型工艺属于手糊成型工艺中低压成型工艺的一类，一般利用短切纤维和树脂混合，在喷枪中利用压缩空气均匀喷洒在模具表面上，达到所需厚度后，再利用手工橡胶来回刷平，最后固化成型。为改进手糊成型工艺而创造的一种半机械化成型工艺，在生产效率方面有一定的提高，多用来制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。 二、真空热压罐工艺： 工艺过程是将单层预浸料按预设方向铺叠成的复合材料坯料放置在热压罐内，在一定预设温度和压力下完成固化的过程。热压罐是一种能够承受和调整温度、压力范围的专用压力容器。坯料铺设在涂抹脱模剂的模具表面，然后依次用脱模布、吸胶毡、透气毡完全覆盖，并密封在真空袋内，再放入热压罐内。在放入热压罐加温固化之前需要抽真空，然后在放入热压罐高温、加压、固化成型固化规则的制定与执行是保证复合材料产品质量的关键。此种成型工艺适多用于制造整流罩、飞机舱门、机载雷达罩，支架、机翼、尾翼等产品。
三、层压成型工艺： 把一层层铺设的预浸料放置在上下平板模之间通过加压高温固化成型，这种工艺可以直接利用木胶合板的生产方法和设备，并根据树脂的流动性能，进而进行改进与完善。此种成型工艺主要用来生产不同规格、不同用途的复合材料板材。具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定、利用批量化等特点，但是设备投资较大，成本较高。 四、缠绕成型： 缠绕成型工艺的发展已经有半个世纪，随着缠绕技术的不断更新，缠绕工艺基本已经成型，并成为金属铝复合材料重要施工工艺之一。缠绕成型工艺主要就是通过将浸水的金属铝复合材料按照一定的规律，缠绕在芯模中。然后通过固化脱模，最终获得制品。缠绕成型工艺的优点有：①能够根据产品的受力情况，进行缠绕规律的设计，保障纤维强度得到充分发挥。②比强度较高，纤维缠绕制品的压力与等体积的钢制容器来比，重量能够减轻近５０％左右。③生产效率较高，通过采用机械化生产和自动化生产的方式，能够减少人工的参与。④成本较低，在生产中恶意选择多种材料复合，能够降低材料成本。⑤可靠性较高，由于实现了机械化生产的方式，能够在一定程度上降低保障产品质量的精准性。但是
碳纤维复合材料车身轻量化设计成型工艺研究
碳纤维复合材料车身轻量化设计成型工艺研究 摘要：本文从碳纤维复合材料车身轻量化研究意义和应用着手，以碳纤维复合材料引擎盖为例，重点阐述碳纤维复合材料车身覆盖件成型工艺RTM树脂充模仿真流程和充模过程的影响因素。 关键词：碳纤维复合材料；车身轻量化；树脂传递模塑成型 一、碳纤维复合材料车身轻量化研究意义 2021年我国汽车产销量2800万辆，汽车保有量达2.17亿辆，燃油消耗、排放逐年递增。国家?节能与新能源汽车产业开展规划〔2021—2021年〕?【1】规划到2021年乘用车平均燃料消耗量降至5.0L/百公里，节能型乘用车燃料消耗以下。根据世界铝业协会的统计标准，整车质量每减轻10%，百公里油耗减少6%8%，排放降低5%6%。节能减排是汽车工业亟需解决的问题。车身轻量化是目前节能减排较为有效的方法。目前汽车零部件轻量化材料碳纤维复合材料具有高性能强度、耐磨、隔热和耐腐蚀等的优点，采用高性能碳纤维复合材料代替局部现有金属材料可以实现车身轻量化。 二、碳纤维复合材料在车身上的应用 宝马BMWi3是最先将碳纤维复合材料应用在车身上的车型，BMWi3的坐舱和局部车身覆盖件是用碳纤维复合材料制成的，采用碳纤维复合材料后整车质量降为1.25吨。2021年，宝马公司推出碳车身宝马7系，其B柱、C柱、中央通道、门梁和车顶棚梁等车身覆盖件均使用碳纤维复合材料，驾驶室扭转刚度性能提升，整车质量下降。艾瑞泽7s是奇瑞公司和宁波材料技术与工程研究所共同研发的一款插电式混合动力汽车，艾瑞泽7s的引擎盖、门梁等车身覆盖件采用碳纤维复合材料，车身质量减轻40%60%，油耗减少约7%，这正是该车亮点和卖点。2021年，特斯拉Roadster电动跑车，采用碳纤维复合材料车身后整车重量只有920公斤，与使用其他轻量化材料的汽车相比，质量更轻，加速性能、操控性能和环保性能更好。 三、碳纤维复合材料车身覆盖件成型工艺 目前碳纤维复合材料成型工艺主要有手糊成型、拉挤成型、热压罐成型、模压成型和树脂传递模塑成型〔RTM〕等工艺。【2】手糊成型工艺的优点是成型工艺的生产设备比拟简单、厂家投入资金少，工作人员容易掌握生产技术，不受成型产品的形状以及尺寸的约束，其缺点是不能大批量生产，因每位技术工人具有差异性不能保证成型产品的一致性。拉挤成型工艺的优点是成型工艺产品强度高、耐腐蚀和绝缘性好，适用于体育用品〔如羽毛球拍〕和航空航天等领域。热压罐成型工艺的优点是成型工艺产品加工灵活，可以加工生产结构复杂、制造尺寸精度高的复合材料零部件，其缺点是温度控制不均匀，热压罐体积大，结构复杂，本钱高。缠绕成型工艺的优点是制件具有强度高、质量轻、隔热和耐腐蚀的特点，其缺点是在生产加工过程中容易产生气泡，会导致纤维空隙过多，影响产品质量。模压成型工艺优点可批量生产复杂结构件，效率高，重复性好，其缺点成型产品模具制作过程复杂，投入本钱高，适合生产中、小型复合材料成型产品。树脂传递模塑成型工艺优点是成型工艺产品适合不同类型的零部件，能大批量生产，可以直接使用预成型体注入树脂固化，节约生产本钱。树脂传递模塑成型工艺非常适合于车身覆盖件的生产需求，因此，研究碳纤维复合材料树脂传递模塑成型〔RTM〕工艺具有重要的意义。下面从碳纤维复合材料树脂传递模塑成型〔RTM〕
碳纤维复合材料的工艺制造
碳纤维复合材料的工艺制造 摘要：飞机为了能够在高空中保持长时间的飞行，提高能源的利用率，整体的架构需要保证飞机自身的重量越轻越好，机翼梁作为飞机的重要承重部分更是需要维持自身的重量足够轻，相比以前飞机的结构材料，通过碳纤维复合材料搭建机翼梁不仅保持着自身的结构强度，提高了承重能力，还优化了自身重量，降低了燃油成本，提高环境舒适度，本文通过分析碳纤维复合材料和机翼梁的适用点，详细介绍了碳纤维复合材料机翼梁的工艺制造 关键词：碳纤维复合材料；航空航天；具体应用；工艺制造 前言 随着科技水平的不断发展，飞机领域的应用材料也在不断进步，相比于之前的铝合金等结构材料，碳纤维复合材料拥有更好的强度和刚度，并且在耐受性方面也十分突出，拥有卓越的耐高温性和耐腐蚀性，这两点对一直在高空中的飞机来说尤为重要，并且碳纤维复合材料的重量也很轻，综合以上优点，碳纤维复合材料在航空领域有着十分巨大的发展潜力，目前飞机的结构中就存在十分多的碳纤维复合材料，不管是民用飞机还是空客飞机都采取碳纤维复合材料。 1.碳纤维复合材料 在所有复合材料中，碳纤维复合材料是由一种经过热处理，全身由就成以上由碳纤维组成的特殊材料，由碳纤维经过深层次的加工成为复合材料，与传统的复合金属材料所不同的是，碳纤维复合材料强度更高，耐热性耐腐蚀性更强，重量更小，大型加工设计更加方便。 碳纤维复合材料与传统材料的性能结构上有着天壤之别，所以复合材料在结构上的规划设计不能采取传统材料的固定模式，否则就会造成复合材料成品之后还没有传统材料的硬度强，耐热性，耐腐蚀性高，成本也会比传统材料的高，给客户造成不必要的麻烦。更何况是飞机上采用碳纤维复合材料，更是不能有任何