复合材料概论课件 王国荣 第四章 聚合物基复合材料.pptVIP

5）模压成型的缺点设备投资大；模具质量要求高,费用大；不适合小批量生产；生产大尺寸产品困难；制品强度和刚度小。4.3.6缠绕成型方法:经浸过树脂液体的连续纤维按照一定规律缠绕到芯模上，经过固化、脱模获得制品。分类:根据缠绕成形时树脂基体的物理化学状态分为:干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕。制品类型:管道、压力容器一.缠绕工艺流程1）干法缠绕方法:采用经过预浸渍处理（树脂处于B阶段）的预浸纱或带，在缠绕机上经过加热软化至粘流态后缠绕到芯模上。特点质量控制好:由于预浸沙是由专业生产，能严格控制树脂含量（精确到2%以内）和预浸沙质量，因此干法缠绕能够准确地控制产品质量；生产效率高:缠绕速度可达100～200m/min;卫生条件好:清洁、无气味；缺点:层间剪切强度低，材料成本高。2）湿法缠绕方法:湿法缠绕是将纤维束（或带）浸胶后，在张力控制下直接缠绕到芯模上。优点:成本比干法缠绕低40%；产品气密性好；纤维排列平行度好。缺点:树脂浪费大；操作环境差；含胶量及成品质量不易控制。3）半干法缠绕方法:纤维浸胶后，到缠绕机芯模途中，增加一套烘干设备，将浸胶纱中的溶剂除掉。特点:与干法缠绕相比，省去了预浸胶工序和设备；与湿法相比可使产品中的气泡含量降低。三种方法中湿法缠绕应用最普遍；干法缠绕仅用于高性能、高精度的尖端技术领域。二.缠绕成形的特点1）优点:能按产品的受力状况设计缠绕规律，使纤维强度充分发挥；比强度高:一般纤维缠绕容器与同体积、同压力的钢质容器相比，重量可减轻40%～60%；可靠性高:易实现机械化和自动化生产，工艺条件确定后，制品质量稳定；生产效率高。2）缠绕成形的缺点适应性小:不能缠绕任意形状的制品，特别是表面凹凸不平的制品；设备要求高:需缠绕机、芯模、加热固化炉、脱模机等设备投资大；技术要求高:要求操作人员技术素质高。三.缠绕设备缠绕机:卧式缠绕机、绕臂式缠绕机、滚转式缠绕机、轨道式缠绕机、球形缠绕机等。辅助设备:纱架、浸胶槽、张力控制器、绕丝嘴。控制系统:机械控制、数字控制、微机控制系统。第六讲1）缠绕机五轴驱动卧式缠绕机绕臂式缠绕机适用于干法缠绕中小型短粗筒形容器滚转式缠绕机由于滚翻机构不宜过大,只适用于缠绕小型制品其他缠绕机轨道式缠绕机—适用于生产大型制品球形缠绕机2）浸胶槽沉浸式浸胶槽表面带胶式浸胶槽3）张力控制器4）纱架根据设计纱片宽度选择纱团数目及纱架形式5）绕丝嘴1）手糊成型工艺优点产品尺寸和产量不受限制；操作简单、投资少、成本低；能合理使用增强材料,可在任意部位增厚补强。2）手糊成型工艺缺点操作技术要求高,质量稳定性差；产品只能做到单面光；生产周期长、效率低；劳动强度大,条件差。4.3.2喷射成型喷射成型技术在RMC成型工艺中比例:美国9.1%、西欧11.3%、日本21%。其原理如图1）喷射成型的优点用纤维粗纱代替织物,可降低材料成本；生产效率比手糊高出2～4倍；产品整体性好,无接缝,层间剪切强度高,树脂含量高,抗腐蚀、耐渗透性好；产品尺寸和形状不受限制。2）喷射成型的缺点树脂含量高，制品强度低；产品只能做到单面光；污染环境，有害工人健康。应用:喷射成型工艺方法适合于大型船体、整体卫生间、汽车车身构件、大型浮雕作品等4.3.3RTM成型工艺RTM（resintransfermolding)-树脂传递模塑成型，主要针对手糊成型单面光的缺点，改进而来。基本方法:将增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透增强材料，然后固化，脱模成型制品。1）RTM工艺原理示意图2）工艺流程图3）RTM成型优点产品可达到两面光；产品质量好；模具及设备费低；能生产形状复杂的制品。4）RTM成型的缺点模具质量要求高；纤维含量低；生产大尺寸制品困难。应用:广泛应用于建筑、交通、卫生、航空航天等工业制品生产中。如汽车壳体及部件、螺旋桨、天线罩、座椅、水箱、电话亭等5）RTM设备a)树脂压注机树脂泵:活塞式往复泵，负责将树脂和催化剂分别定量地送入混合器中；注射枪:在注射枪口后的静态紊流混合器中，将树脂和催化剂在无气状态下混合均匀，然后经枪口注入模具中。树脂压注机系统图树脂压注机b)模具模具设计应注意的问题防止