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。

2.1 工艺研究进展

热压罐成型工艺的整体成型技术采用共固化/共胶接的方式，大大减少了零件、紧

固件的数目，实现了复合材料从结构设计到制造一体化成型，易于实现翼身融合气动布局，增加机体表面光滑完整程度，避免因钻孔引起的构件加工损伤。同时，还可减轻飞机结构的质量，降低制造成本。其中，最为关键的是各个构件之间连接区域的制造质量。

2.2 热压罐温度场研究进展

王永贵等[2-3]对框架式模具温度变化规律进行了模拟和实验测试，发现升温时模

具上高温区在进风端处，低温区在模具中间，而降温时得到的结论和升温时得到的结论相反。所以，温度的不均匀是复合材料产生早期破坏的主要原因，也是影响复合材料构件质量的关键因素。Hakan Ucan[4]提出一种“Masterbox”作为热压

罐工艺在线控制系统，可借助有效的传感器和调节器，实现碳纤维增强树脂基复合材料固化工艺的智能优化。2016年贾云超等[5]利用CATIA软件建立了热压罐模型，并用FLUENT软件进行了温度场的模拟，运用控制变量法发现：①气流流速

增加，可减小工装表面的温差；②升温速率的增加，影响制品质量；③低比热容、高热导率的工装材料，有利于提高制品质量。

2.3 热压罐加压环节的研究进展

热压罐工艺中，加压点的确定直接影响复合材料的性能。包建文等[6]因热压罐成

型工艺加压点的不确定这一特点，采用凝胶时间理论对某种型号的复合材料运用两种工艺进行成型，发现当反应程度参数小于凝胶参数时，加压成型的复材内部缺陷减低。因此，利用理论可准确估算出树脂基复材的固化反应程度，从而确定加压点，提高产品质量。刘小龙等[7]利用Flexiforce薄膜压力传感器建立密实压力在线测

试系统。该系统获得树脂基复合材料成型过程中密实压力数据，为进一步优化复合材料成型工艺参数和模具方案提供重要依据。李艳霞等[8]提到，压力测量胶片可

用于定性分析模具传压效率。

2.4 热压罐模具的研究进展

模具是目前热压罐成型工艺中的重要组成部分。模具要和材料一起放入高温高压的罐内进行固化，这对模具的性能要求极高，因此模具的改进将大大提高构件的质量。一方面模具的制造原材料有很多，如殷钢（承受温度540℃）、单晶石墨（承受

温度430℃）、钢、陶瓷等。贾云超等[5]对热压罐温度场建模时提出，低比热容、高热导率的工装材料有利于提高制品质量。另一方面，由于某些模具的结构复杂，需要利用软件数值模拟，因此采用数字化设计和加工将极大减少模具制造的时间，并且能优化模具，从而提高热压罐成型工艺制品的质量。岳广全等[9]指出：①模

具的热传导性能不佳，会使得构件变形；②模具的膨胀系数对尺寸较大的构件影响较多；③模具的结构形式影响构件表面温度的分布。韩培培等[10]利用CATIA软

件对复合材料U型梁成型模具及模具材料进行选择，并对材料的热膨胀系数、结

构形式、回弹角以及脱模等因素进行了优化设计。目前，模具数字化制造可采用的方法主要有CAPP、数控加工和数字化检测。

2.5 综合工艺的发展

预浸料下料和铺叠大多采用人工，但人工操做效率低，产生的废料多，工耗长，劳动强度大。自动铺带技术（ATL）是通过数控技术将有隔离背衬纸的单向预浸料在铺带头的作用下，完成预浸带的剪裁、定位、铺叠和辊压，进而直接铺叠到模具表面的数字化技术。该技术可减少人工操作的劳动力成本和原材料的浪费。但是，国内该项技术应用并不广泛，且维护费用昂贵，设备复杂。因此，对于大型连续生产企业可选择该技术；对于科研或者小型企业，可结合人工和自动铺带技术的特点进行创新。

热压罐成型工艺是航空领域内复合材料，尤其是树脂基复合材料构件成型应用最广泛也最成熟工艺之一。随着理论知识的不断补充，新技术的竞争，市场的需求，迫

使传统工艺更进一步发展。热压罐工艺流程中升温环节、加压环节、预浸料下料铺叠和模具，都可调控优化。通过模拟热压罐成型工艺的温度场、压力检测以及模具的性能检测，提高复合材料构件的质量和工作效率，具有重要意义。热压罐成型工艺的升级优化，势必成为一个重要的研究方向。

【相关文献】

[1]赵渠森.先进复合材料手册[M].北京：机械工业出版社，

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复合材料，2009，（3）：81-85.

[3]王永贵，梁宪珠.热压罐工艺的成型压力对框架式模具温度场的影响[J].玻璃钢/复合材料，2009，（4）：70-73，76.

[4]Hakan Ucan，王迎芬.Masterbox：世界最大实验室用热压罐的固化工艺优化[J].航空制造技术，2012，（18）：62-63.

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[6]包建文，钟翔屿，李晔，等.树脂基复合材料热压罐成型加压工艺模拟[J].热固性树脂，2014，（1）：33-36.

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[10]韩培培，孟庆杰.复合材料U形梁成型模具设计[J].玻璃钢/复合材料，2015，（3）：73-77.

SEET-神鹰-热压罐成型工艺安全性分析

一、热压罐成型工艺热压罐成型技术是航空、航天领城应用最广泛的成型技术之一，它能在宽广范圈内适应各种材料对加工工艺条件的要求。二、工艺过程包括： 1、模具清理和脱模剂涂抹。 2、预浸料裁切与铺叠。 3、真空袋组合系统制作和坯件装袋. 真空袋组合系统制作需要采用各种辅助材料，其中包括:真空袋材料(改性尼龙薄膜或聚酸胺薄膜)、橡胶密封胶条、有孔或无孔隔离膜(聚四氟乙烯或改性氟塑料)。吸胶材料、透气材料、脱模布和周边胶条等。按图、所示顺序将坯件与各种辅助材料依次组合并装袋，形成真空组合系统。装袋后应进行真空检漏，确认无误后，便可闭合锁锁热压罐门，升温固化。 1.真空袋. 2.透气材料. 3.压板0 4.有孔隔离层 5.预浸料叠层， 6.有孔脱模布， 7.吸胶材料， 8.隔离膜面. 9.底模板，10.周边挡条.

11.周边密封带 12.热压罐金属基板 13.密封胶条，14.真空管路。 4、固化。各种树脂体系的固化制度，应根据各种不同树脂体系的固化反应特性和物理特性分别给予制定，要慎重考虑加压时机和关闭真空系统的时机。固化完毕要控制降温速率，以防止因降温速度过快导致制品内部产生残余应力。 5、出罐脱模。罐内温度降至接近室温时方可出罐脱模。 6、检测与修整。三、成型过程中的危险性分析由于根据现场使用方介绍，所有预浸料工序均外委完成，该工房主要进行铺料和成型工序，在此仅对成型过程中的危险性进行分析。 1、辅助材料可燃性由下图可以看出，热压罐成型过程的物理化学变化，一般都会达到120-160℃，因此热压罐成型工艺所选择的辅助材料都应该在此温度范围内不应发生化学变化，物理性能稳定。各种材料均选用阻燃材料，不应存在发生火灾的危险。 2、设备的阻燃性设备的系统分为：罐体、罐门、开门系统、加热系统、冷却系统、加压系统、空气循环系统、真空系统、隔热系统、控制系统等组成，产品的设计均按照国家机电产品安全标准要求设计。设备的原材料、电气元器件均按照阻燃设计，隔热材料为阻燃材料，不存在发生火灾的隐患。设备电气系统均进行安全防护、接地可靠，不存在引发火灾危险。 3、产品主材的危险性

复合材料技术

航空预浸料- 热压罐工艺复合材料技术应用概况发布时间：2011-11-23 15:34:27 先进复合材料自问世以来，由于其轻质、高强、耐疲劳、耐腐蚀等诸多优势，一直在航空材料领域得到重视。随着近几十年来的发展，尤其是最近10年在大型飞机上井喷式的应用，先进复材料已经证明了其在未来航空领域的重要地位，它在飞机上的用量和应用部位也已经成为衡量飞结构先进性的重要标志之一[1] 如目前代表世界最先进战机的美国F-22 和F-35，其复合材料占机结构重量达到了26%（F-22 机身、机翼、襟翼、垂尾、副翼、口盖、起落架舱门；F-35 机身翼进气道、操纵面、副翼、垂尾），欧洲EF-2000 战机更是达到了35%~40%（机翼、垂尾、方向舵[2] ；民机领域的两大巨头波音和空客，在其最新型的大型客机波音787、A350XWB 机型中，大幅使用复合材料，分别达到50% 和52%[3],在机身主承力结构中，除一些特殊需要外，基本上实现了全复合材料化。从当前的复合材料应用来看，航空复合材料具备以下几个方面的特点：在材料方面，飞主承力结构应用高韧性复合材料；在工艺方面，呈现出以预浸料- 热压罐工艺为主，积极开发液体成型工艺及其他低成本成型工艺的态势，对复合材料构件的制造综合考虑性能/ 成本因机[4]设计理念的广泛认知，复合材料已逐渐在主承力结构上站稳了脚跟，而且，为了进一步将复合材料的优点充分发挥，飞机结构设计越来越趋向于整体化和大型化。复合材料在主承力结构上的应用技术是体现航空复合材料水平及应用程度的重要标志。目前复合材料主承力构件仍是以预浸料- 热压罐工艺为主。基于此，本文旨在介绍目前与航空预浸料- 热压罐工艺相关的复合材料技术。主承力结构用预浸料 1 高性能复合材料体系 “计是主导，材料是基础，工艺是关键”[5]复合材料的制造技术与材料的发展息息相关。航空预浸料-热压罐工艺高性能复合材料到目前已经历了3个阶段。第一阶段的复合材料采用通用T300 级碳纤维和未增韧热固性树脂，具有明显的脆性材料特征，主要用于飞机承力较小的结构件。第二善，应用范围扩大到垂尾、方向舵和平尾等部件。第三阶段的复合材料为高韧性复合材料，其应用扩大到机材料应用于飞机主承力结构，波音公司首先提出了高韧性复合材料预浸料标准BMS8-276，概述了主承力结构复合材料性能目标，并提出采用冲击后压缩强度

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。

热压罐成型技术

热压罐成型技术热压罐成型技术是一种常用的金属成型工艺，通过加热和压力作用，将金属材料加工成所需形状和尺寸的零件。这种技术在航空航天、汽车制造、机械制造等领域得到了广泛应用。热压罐成型技术的工艺流程通常包括以下几个步骤：原料准备、预热、成型、冷却和后处理。首先，需要准备好所需的金属材料，并根据设计要求切割成适当的尺寸。然后，将金属材料放入预热设备中进行加热，以提高材料的塑性和可塑性。在进行成型前，需要将预热后的金属材料放入热压罐中，并施加适当的压力。这样可以使金属材料在高温和高压的环境下发生塑性变形，从而实现所需的形状和尺寸。成型过程需要控制好温度和压力，以保证成品的质量和性能。成型完成后，需要将成品从热压罐中取出，并进行冷却。冷却过程可以通过水冷或自然冷却等方式进行。冷却后的成品通常具有较高的强度和硬度，但也可能存在一些内部应力和变形。因此，需要进行后处理，如退火、淬火等，以消除内部应力和改善成品的性能。热压罐成型技术具有以下几个优点。首先，成型过程中金属材料处于高温和高压的状态，可以提高材料的塑性和可塑性，使得复杂形状的零件成型更容易。其次，在成型过程中可以加入适量的合金元素，以改善材料的性能和使用寿命。此外，热压罐成型技术还可以

实现高效、快速的生产，提高生产效率和降低成本。然而，热压罐成型技术也存在一些限制和挑战。首先，成型过程中需要控制好温度和压力，以避免材料的过热或过压，从而影响成品的质量。其次，成型过程中可能会产生一些废品和副产品，需要进行处理和回收利用。此外，热压罐设备的成本较高，需要投入较大的资金。热压罐成型技术是一种重要的金属成型工艺，具有广泛的应用前景和发展潜力。随着材料科学和工艺技术的不断进步，热压罐成型技术将进一步推动各个领域的发展和创新。通过不断改进和优化成型工艺，可以提高产品质量，降低生产成本，为各行业的发展做出贡献。

复合材料成型工艺方法及优缺点分析

复合材料成型工艺方法及优缺点分析摘要：先进复合材料具有轻质高强、性能可设计、材料与构件一体等优异特性，广泛应用于航空航天装备领域。复合材料的最终性能与使用效能，取决于原材料和成型制备技术。为满足高纤维体积分数、高性能均匀性和高稳定性的“三高”要求，热压罐成型工艺已成为航空航天复合材料制备的首选技术。但是，热压罐成型工艺也存在诸如生产效率低、成本较大、环境污染等缺点。因此，对热压罐成型工艺的研究，应着重放在优化固化工艺路线，使其向着能源节约型、环境友好型、效率最大化方向发展。关键词：复合材料；热压罐成型；方法在复合材料制件制造过程中由于环境、原材料缺陷、工艺规范和结构设计不合理等因素会产生各种缺陷，制造缺陷的存在严重影响了复合材料的性能和使用寿命，甚至还会导致复合材料制件的报废，造成重大经济损失。因此，制造缺陷的控制技术是目前先进树脂基复合材料成型工艺领域的重要研究内容。复合材料在航空航天领域的应用日趋广泛，热压罐成型工艺已成为航空航天领域复合材料主承力和次承力结构件成型的首选工艺之一。影响复合材料构件热压罐固化成型质量的主要因素有由热压罐和工装系统构成的成型制造外部温度场、压力场及其作用时间，由构件复杂结构及材料相变特性构成分析了复合材料热压罐固化成形工艺。一、复合材料成型工艺 1、拉挤成型工艺。复合材料拉挤成型工艺的研究开始于上世纪五十年代，到了六十年代中期，在实际生产中逐渐运用了拉挤成型工艺。经过将近十年的发展，拉挤技术又取得了重大研究进展，树脂胶液连续纤维束在湿润化状态下，通过牵引结构拉力，在成型模中成型，最后在固化设备中进行固化，常用的固化设备有固化模和固化炉。拉挤成型工艺的制品质量十分稳定，制造成本也很低；生产效率也很高能够进行批量化的生产。

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

预浸料热压罐成型工艺

预浸料热压罐成型工艺预浸料热压罐成型工艺 1. 介绍预浸料热压罐成型工艺是一种先进的复合材料成型技术，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。本文将深入探讨预浸料热压罐成型工艺的原理、应用以及优缺点。 2. 原理预浸料热压罐成型工艺是一种将纤维增强复合材料与树脂预浸料结合，经过加热和压力处理来实现成型的工艺。预浸料是将纤维和树脂提前混合搅拌，并在其固化之前储存的一种材料。在成型过程中，预浸料被放置在模具中，经过加热和高压处理，树脂固化并与纤维形成坚固的结合，最终得到所需的复合材料产品。 3. 应用预浸料热压罐成型工艺在航空航天领域得到广泛运用。由于其制造的产品具有高强度、轻量化和耐腐蚀性能，能够满足飞机、航天器等高性能应用的需求。预浸料热压罐成型工艺也逐渐应用于汽车、船舶等领域，用于制造车身结构、内饰件等。

4. 优点预浸料热压罐成型工艺具有以下优点： - 高性能：由于树脂预浸料事先经过完全浸润纤维，成型后的产品具有优异的力学性能，如高强度和刚度。 - 轻量化：相比于传统金属材料，预浸料热压罐成型的产品重量更轻，能够实现结构的重量减轻，提高工作效率和节能。 - 过程可控性：成型过程中的加热、压力等参数可以精确控制，确保产品的一致性和质量稳定性。 - 设计自由度高：预浸料热压罐成型工艺可以实现复杂形状的产品制造，满足不同应用领域对产品外形和结构的要求。 5. 缺点预浸料热压罐成型工艺也存在一些局限性： - 成本高：与传统的复合材料成型工艺相比，预浸料热压罐成型的工艺过程较为复杂，需要较高的设备投资和人工成本。 - 环境影响：树脂预浸料制备过程中可能需要使用有机溶剂等化学物品，对环境造成一定的影响。 - 周期较长：预浸料的固化需要一定的时间，导致成型周期较长，不适用于快速成型需求。 6. 总结预浸料热压罐成型工艺是一种先进的复合材料成型技术，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。该工艺通过将纤维增强材料与树脂预

浅析先进复合材料热压罐成型固化仿真技术研究进展

浅析先进复合材料热压罐成型固化仿真技术研究进展先进复合材料是一类性能优异、用途广泛的新型材料，被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、电子等领域。在先进复合材料制造中，热压罐成型固化技术是非常重要的一项技术。热压罐成型固化技术可以实现高效、精密、大规模的先进复合材料制造。本文将对先进复合材料热压罐成型固化仿真技术的研究进展进行浅析。一、热压罐成型固化技术简介热压罐成型固化技术是利用先进复合材料的热塑性或热固性材料在一定条件下，通过热熔或热固化变形塑性成型的方法。首先，需要将预制的先进复合材料层压板放入热压罐中，然后通过加压、加热、固化等工艺步骤，使复合材料层压板形成需要的形状和硬度，最终得到制品。热压罐成型固化技术具有以下优点： 1. 成型精度高先进复合材料在热态下塑性形成后，硬化过程中固化过程更加完全，形成的制品精度更高，保证了制品的一致性和质量稳定性。 2. 工艺控制简单热压罐成型固化技术的操作简单，控制方便，对于一些高标准要求的先进复合材料制品非常适用。 3. 适用范围广热压罐成型固化技术可以制造高强度、高性能、高质量、超大尺寸、复杂形状的先进复合材料制品，适用于航空、航天、轮船、汽车、电子等多个领域。二、先进复合材料热压罐成型固化仿真技术的研究进展为了提高先进复合材料热压罐成型固化技术的制造效率和质量稳定性，需要建立有效的仿真模型和方法。目前，先进复合材料热压罐成型固化仿真技术的研究进展包括以下几个方面： 1. 成型过程数值模拟通过数值模拟，可以优化先进复合材料热压罐成型工艺和工艺参数的选择，提高制造效率和制品质量。成型过程数值模拟包括热传输计算、应力应变分析、固化过程预测等步骤。

热压罐成型技术

热压罐成型技术热压罐成型技术是一种常见的金属加工方法，它常用于制造高强度、高精度的零部件和工件。本文将介绍热压罐成型技术的原理、工艺和应用。热压罐成型技术是一种利用热力和压力对金属材料进行塑性变形的加工方法。它通过将金属材料放置在预热的模具中，然后施加高压力使其变形，最终得到所需形状和尺寸的工件。热压罐成型技术在航空航天、汽车制造、电子设备等行业有着广泛的应用。热压罐成型技术的工艺过程包括：原料准备、预热、成型和冷却。首先，选择适合的金属材料作为原料，并按照要求进行切割和加热处理。然后，将预热后的金属材料放置在模具中，并施加高压力。在高温和高压的作用下，金属材料会发生塑性变形，逐渐填充模具的空腔。最后，待工件冷却后，取出模具，即可得到所需的成品。热压罐成型技术具有以下优点： 1.高精度：热压罐成型技术可以制造出尺寸精度高、形状复杂的工件，满足高精度的要求。 2.高强度：通过热压罐成型技术，金属材料的晶粒结构会得到细化和均匀化，从而提高了工件的强度和硬度。 3.节约材料：热压罐成型技术可以最大限度地利用原材料，减少废

料的产生，并且可以通过再热并再次成型来回收废料。 4.提高生产效率：热压罐成型技术具有快速成型的特点，能够大幅度提高生产效率，适用于大批量生产。热压罐成型技术在各个领域有着广泛的应用。在航空航天领域，热压罐成型技术可以制造出轻质、高强度的航空零部件，提高飞行器的性能和安全性。在汽车制造领域，热压罐成型技术可以制造出复杂形状的车身结构件，提高汽车的安全性和节能性能。在电子设备领域，热压罐成型技术可以制造出高精度、高可靠性的电子器件，满足电子产品的小型化和高性能要求。热压罐成型技术是一种重要的金属加工方法，它通过热力和压力对金属材料进行塑性变形，制造出高强度、高精度的工件。热压罐成型技术具有高精度、高强度、节约材料和提高生产效率等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。随着科技的发展，热压罐成型技术将不断创新和改进，为各个行业提供更加高效、高质量的解决方案。

复合材料的成型工艺

复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺主要包括以下几种： 1. 手糊成型工艺：是一种湿法铺层成型法，通过涂刷胶液和铺设纤维织物，在模具上形成一定厚度的层片，然后进行固化。 2. 喷射成型工艺：是将树脂和纤维混合后，通过喷射的方式在模具表面形成一定厚度的层片，再进行固化。 3. 树脂传递模塑技术（RTM技术）：将纤维织物放入模具中，然后注入树脂，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。 4. 袋压法成型：是将纤维织物放入密封的袋子里，然后通过压力使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。 5. 真空袋压成型：是在袋压法的基础上，通过抽真空的方式排除纤维织物内的空气和水分，提高制品的密实度和质量。 6. 热压罐成型技术：是将预浸料放入金属模具中，通过热压罐的高温高压作用，使预浸料粘结成复合材料制品。 7. 液压釜法成型技术：是将预浸料放入密封的液压釜中，通过液体介质的压力使预浸料紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。 8. 热膨胀模塑法成型技术：是将纤维织物放入模具中，利用热膨胀原理使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料

制品。 9. 夹层结构成型技术：是将两层或更多层预浸料之间夹入一层泡沫材料或其他材料，通过加热加压或抽真空的方式使其粘结成复合材料制品。 10. 模压料生产工艺：是将纤维织物和树脂混合后，经过一定温度和压力条件进行固化，形成模压料，然后将其加工成制品。11. ZMC模压料注射技术：是将ZMC模压料加热后注入模具中，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。12. 层合板生产技术：是将多层预浸料按照一定的顺序叠放在一起，然后经过热压或冷压的方式使其粘结成复合材料层合板。13. 卷制管成型技术：是将纤维织物和树脂混合后，通过卷制机卷制成管状制品。 14. 纤维缠绕制品成型技术：是将纤维织物缠绕在芯模上，然后注入树脂或进行热处理，形成复合材料制品。 15. 连续制板生产工艺：是将预浸料连续通过加热和加压装置，使其连续地粘结成复合材料板材。 16. 浇铸成型技术：是将液态树脂注入模具中，加入纤维织物或预浸料等增强材料，经固化后得到复合材料制品。 17. 其他成型技术：如热塑性片状模塑料制造技术、冷模冲压成型工艺等。这些成型工艺各有特点和适用范围，可以根据具体的制品要求选

热压罐成型工艺实验感受

热压罐成型工艺实验感受热压罐成型工艺实验感受一、前言热压罐是一种常用的成型设备，广泛应用于金属、非金属材料的加工和制造过程中。本文将介绍热压罐的成型工艺实验感受，包括工艺流程、操作步骤、注意事项以及实验结果等方面。二、工艺流程 1.准备材料：首先需要准备好所需要加工的材料，比如金属板材或者塑料片等。 2.切割材料：根据需要制作的产品尺寸和形状，使用切割机或者手动切割工具将材料进行切割。 3.放置模具：将所需模具放置在热压罐内，并根据要求调整好模具位置和方向。 4.放置材料：将已经切割好的材料放置在模具内，并进行调整和定位，确保其位置正确无误。 5.封闭热压罐：将热压罐盖子盖上，并用螺丝固定好，确保密封性能良好。 6.加热：打开加热器开关，开始进行加热。根据不同的材料和工艺要求，加热时间和温度也会有所不同。 7.冷却：加热完成后，需要进行冷却处理。可以使用水冷或者自然冷却等方式，确保材料在罐内完全凝固和稳定。

8.取出产品：当罐内材料完全冷却后，打开热压罐盖子，将成型好的产品取出。三、操作步骤 1.准备工作：在进行实验前需要进行充分的准备工作，包括清洁设备、检查模具、准备好所需材料等。 2.调整模具：根据所需产品形状和尺寸调整好模具位置和方向，并确保其牢固稳定。 3.放置材料：将已经切割好的材料放置在模具内，并进行调整和定位。注意要避免材料与模具之间出现空隙或者重叠等问题。 4.封闭热压罐：将热压罐盖子盖上，并用螺丝固定好。注意要确保密封性能良好，避免渗漏或者爆炸等事故发生。 5.加热过程中的操作：在加热过程中需要不断观察热压罐内的情况，并根据需要调整加热时间和温度等参数。同时，还需要注意安全问题，避免操作不当导致伤害。 6.冷却过程中的操作：在冷却过程中也需要进行观察和调整，确保材料完全凝固和稳定。同时，还要注意安全问题，避免烫伤或者其他事故发生。 7.取出产品：当罐内材料完全冷却后，打开热压罐盖子，将成型好的产品取出。注意要轻拿轻放，避免损坏产品。四、注意事项 1.安全第一：在进行实验操作时要始终保持警惕，注意安全问题。特别是在加热和冷却过程中，要避免接触高温物体或者被喷溅的液体等。 2.精心调整模具：模具的位置和方向对最终成品的质量有着重要影响。

复合材料热压罐成型模具设计研究方法

复合材料热压罐成型模具设计研究方法复合材料要制造成为热压罐成型模具有哪些设计的技巧和要点呢?下面为你讲解! 随着复合材料在飞机结构件上用量的逐步增加，零件越来越大而复杂，并逐步使用到主承力件上，这对复合材料制件的质量提出了更高的要求。因复合材料制件的固化成型特点，其质量在很大程度上取决于成型模具的质量，而高质量的模具科学、合理的设计，特别是对于大型模具，除模具质量对制件质量的影响外，模具的尺寸、重量对模具成本以及复材制件的总制造成本有很大影响。通过对复合材料热压罐成型模具的设计、制造、转运及使用验证等工程研究及分析，结合复材模具设计的经验方法，归纳出以下几点模具设计原则。满足制件结构及工艺要求在设计复合材料成型模具前，要对制件的设计输入进行充分分析，以产生模具结构的初步概念。 (1)分析制件的工程结构。通常有壁板、梁、肋、长桁、接头、以及整体盒段等结构形式。根据制件结构形式，可对模具有个大致概念，壁板常为大型框架结构;梁一般较长，常有阴模、阳模形式;长桁一般为细长结构;整体盒段一般需上下合模。 (2)分析制件的工程界面。是否有气动面、装配面、胶接面等，一般情况下可确定这些面为贴膜面;但如果这些面结构较复杂时，设

计可考虑在工程界面侧添加补偿层，此时贴膜面可设计在工程界面的背面。 (3)分析制件的质量要求。制件的外形轮廓尺寸精度直接影响到模具的质量要求及成本，可通过设计合理的模具结构、定位方法及加工方法来达到精度要求。 (4)分析制件的成型工艺方法，是共固化、共胶接还是二次交接。共固化中，所有层为湿铺层一次进罐，需要较多模具组合到一起同时使用，通常整套模具较复杂;共胶接为干湿件进罐固化，需要一部分零件的成型模具，及已固化零件与湿铺层二次进罐固化的模具;二次胶接时所有零件已固化，通过胶膜把他们固化到一起，需要所有零件的成型模以及二次胶接的定位模具。模具材料的选择用作复合材料成型模具的材料主要有普通钢、INVAR钢、复合材料(双马和环氧树脂)、铝等。通常根据材料的性能(主要是高温下的热膨胀系数)、成本、周期及使用次数来选择，见表1。对于机身、翼面、舵面等大尺寸、大曲率的模具，通常选择INVAR 钢，对于一些配合要求高的梁、肋、长桁等也常选择INVAR钢;对于铺丝需要回转的工装，考虑到重量因素，复合材料模具是一个不错的选择;对于形状不是太复杂、曲率很小或是等截面的制件结构，通常选择普通钢或铝以降低成本，但膨胀和变形因素需要在设计时得到补偿。不同模具材料的性能特点及使用范围如表1所示。模具热膨胀的补偿

先进复合材料主要生产工艺介绍

先进复合材料主要生产工艺介绍先进复合材料主要生产工艺介绍先进复合材料主要生产工艺介绍先进复合材料，具有轻质、高强、高模量、良好的抗疲劳性、耐腐蚀性、可设计性突出、成型工艺性好和成本低等特点，是理想的航空航天及工业结构材料，在航空产品上得到了广泛应用，已成为新一代飞机机体的主体结构材料。复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能，从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。一些大的飞机制造商在飞机设计制造中，正逐步减少传统金属加工的比例，优先发展复合材料制造。本文着重介绍复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺。复合材料的性能在纤维与树脂体系确定后，主要取决于成型固化工艺。所谓成型固化工艺包括两方面内容，一是成型，这就是将预浸料根据产品的要求，铺制成一定的形状，一般就是产品的形状。二是进行固化，这就是使已经铺制成一定形状的叠层预浸料，在温度、时间和压力等因素下使形状固定下来，并能达到预计的使用性能要求。复合材料及其制件的成型方法，是根据产品的外形、结构与使用要求，结合材料的工艺性来确定的。目前，已在生产中采用的成型方法有： 1、手糊成型--湿法铺层成型 2 、真空袋压法成型 3、压力袋成型 4、树脂注射和树脂传递成型 5、喷射成型 6、真空辅助树脂注射成型 7、夹层结构成型 8、模压成型 9、注射成型 10、挤出成型 11、纤维缠绕成形 12、拉挤成型 13、连续板材成型 14、层压或卷制成型 15热塑性片状模塑料热冲压成型 16离心浇注成型本文主要介绍几种常用的工艺方法手糊成型是聚合物基复合材料制造中最早采用和最简单的方法。其工艺过程是先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，再在其上贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子挤压织物，使其均匀浸胶并排出气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达到所需厚度。然后在一定压力和温度下加热固化成型，或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型，最后脱模得到复合材料制品。