复合材料热压罐成型技术解析.pptVIP

一、前言 热压罐： 航空复合材料制品的主要生产设备，具有整体加热系统的大型压力容器。 优点： （1）大范围内适应各种材料对加工条件的要求 高温环氧175oC，600KPa 聚酰亚胺300~400oC， 1MPa （2）加压灵活性强，均匀 缺点： （1）尺寸、温度、压力要求高，结构复杂，制造成本昂贵 小型：D1m，L2m，10万美元， 大型 ：100万美元 （2）升温、加压速度慢，温度控制精度小 二、预浸料 概念 纤维浸渍树脂后形成的片状材料。 热压罐成型的主要原材料 半成品 特点 铺层设计 调整纤维角度、单层厚度、层数 设计力学、理化性能 组成、质量 决定制品性能 预浸料的制备 （1）湿法：溶液浸渍法 （2）干法：热融浸渍法 Ws=t/d Ws----预浸料单位面积纤维质量（g/cm2) t----丝束纤度（tex，即g/103m) d----预浸料纤维间距（10-3m） 预浸料的制备 溶液浸渍法（辊筒缠绕法、连续排铺法） （1）辊筒缠绕法 特点： 间歇性、设备简单、生产效率低、批量小 实验室或小批量生产 工作原理： 一系列变速机构----调节辊筒转动、导丝辊丝杠横向移动速度比----纤维间距 工艺参数： 纤维状态（单丝根数、总纤度、捻度等----影响浸渍程度和含胶量） 胶液浓度（影响含胶量最严重的因素----调节胶液密度、温度来控制） 牵引速度 高----浸渍时间短，浸渍程度低和含胶量低 低----浸渍充分和含胶量高，效率低 纤维张力（高----含胶量低，影响外观） 预浸料的制备 （2）连续排铺法 特点： 连续性、效率高、适合大规模生产 基本过程： 若干丝束----整经分丝----浸胶----挤胶----烘干----垫隔离纸----压实----收卷 工艺参数： 胶液浓度 浸渍时间 -----影响浸渍程度主要因素 牵引速度 挤压辊间隙-----控制含胶量关键部件 烘干温度、时间----（目的----除去挥发分，初步固化（调节粘性）） 热融浸渍法制备预浸料 特点： 不使用溶剂，预浸料挥发分低，降低环境污染和人体危害 产品空隙率小，力学性能好 外观好，树脂含量控制精度高 节省了溶剂成本 熔融直接浸渍法 胶膜法 对树脂的要求： （1）能在成膜温度下形成稳定胶膜 （2）具有一定粘性，便于预浸料铺贴 （3）熔融时最低粘度不能太高，便于浸渍 主要工艺过程 （1）均匀稳定树脂膜的制备----关键 （2）树脂熔融浸渍纤维 （3）预浸料冷却 （4）预浸料收卷 预浸料的性能 外观 物理性能 （1）单位面积纤维的质量（GB7192-87） （2）树脂含量（GB7192-87） （3）挥发分含量（GB6056-85） （4）粘性（表征预浸料铺覆性和层间粘合性的指标） （5）流动度（一定条件下，预浸料树脂可流出的数量占预浸料质量的百分比，GB5260-85） （6）凝胶时间（GB5259-85） 化学性能 化学成分（红外光谱GB5416-88） 反应热焓（DSC，Q/6S 975-91） 三、热压罐系统的结构与成型模具 热压罐系统的结构 (中温低压120oCx0.275MPa-----高温高压760oCx69MPa) （1）压力容器 绝热层由内向外:镀铝钢板、陶瓷纤维、压力容器结构层 绝热层----防止热量外散，减少能量损失 镀铝钢板----防止热辐射损失 ----防止热气体窜入陶瓷纤维层 （2）加热与气体循环系统 加热方式： 间接气体点火----常用方式 热油（联苯400oC，硅油425oC）----可燃---潜在危险 蒸汽加热----150oC～180oC-----温度低，使用少 电加热----（适用直径小于2米）-----运营成本高 气体循环系统（保证温度场的均匀性） 最佳气流速度：1～３m/s