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2025年江苏省职业院校技能大赛中职组(新材料智能生产与产品检验)参考试题(附答案)

模块一：新材料智能生产（实操）

任务描述

某企业需生产一批“无人机机翼用碳纤维增强环氧树脂复合材料板”（以下简称“复合板”），规格为300mm×200mm×5mm，要求拉伸强度≥1200MPa，弯曲强度≥1500MPa，外观无可见气泡、裂纹。请利用给定设备完成从原料配比到模压成型的全流程操作，并通过PLC控制系统完成工艺参数设置与监控。

设备与材料

1.设备：自动混料机（型号HL-50，最大容量50L，转速0-500rpm可调）、智能模压机（型号MY-100T，温度0-200℃可调，压力0-100MPa可调，带PLC控制模块S7-200SMART）、电子秤（精度0.1g）、红外测温枪、防护装备（手套、护目镜）。

2.材料：环氧树脂E-51（密度1.16g/cm3）、碳纤维短切毡（面密度300g/m2，长度6mm）、脱模剂（水性硅油）。

操作步骤与评分标准（总分100分）

1.原料准备（20分）

-任务要求：按质量比树脂:纤维=7:3称取原料（目标产品质量约1.2kg）。

-操作流程：

①清洁电子秤，校准零点（2分）；

②计算树脂质量：1.2kg×7/10=840g，纤维质量：1.2kg×3/10=360g（3分）；

③称取环氧树脂（误差≤±5g，5分）；

④称取碳纤维短切毡（误差≤±3g，5分）；

⑤检查原料包装无破损、无受潮（5分）。

-评分：误差超范围每处扣2分，未校准扣2分，未检查原料扣3分。

2.混料操作（25分）

-任务要求：将树脂与纤维均匀混合，无纤维团聚。

-操作流程：

①启动混料机，检查搅拌桨无异物（3分）；

②设置混料参数：转速300rpm，时间5分钟（5分）；

③先加入树脂，再分3次加入纤维（每次间隔30秒）（5分）；

④混料结束后取样观察，纤维分散均匀（无直径＞2mm团聚体）（8分）；

⑤关闭混料机，清理出料口残留物料（4分）。

-评分：参数设置错误扣3分，未分次加料扣3分，团聚体超标每处扣2分，未清理扣2分。

3.模压成型与PLC控制（40分）

-任务要求：使用模压机完成复合板成型，工艺参数：模具温度120±5℃，压力10±1MPa，保压时间30分钟，冷却至50℃以下脱模。

-操作流程：

①模具预处理：清洁模腔，涂抹脱模剂（均匀无遗漏）（5分）；

②PLC程序设置：

-温度控制：设定加热段（0-20分钟升温至120℃）、保压段（20-50分钟保温120℃）、冷却段（50分钟后启动水冷至50℃）（8分）；

-压力控制：升温至100℃时加压至10MPa，保压至冷却段开始（8分）；

③投料：将混合物料均匀铺入模腔（厚度均匀，边缘无缺料）（5分）；

④合模启动：确认安全门关闭，启动模压机（3分）；

⑤过程监控：每5分钟记录温度、压力（误差≤±2℃、±0.5MPa）（6分）；

⑥脱模：冷却至48℃时开模，用专用工具取出板材（无刮伤）（5分）。

-评分：模具未清洁扣3分，脱模剂遗漏扣2分；PLC参数错误每处扣3分；投料不均匀扣3分；未记录数据每次扣1分，超差每次扣2分；脱模刮伤扣3分。

4.安全与5S管理（15分）

-要求：操作过程佩戴护目镜、手套（3分）；设备使用后断电、清理台面（5分）；废料分类（树脂废料入专用桶，纤维废料入回收袋）（7分）。

-评分：未佩戴防护扣3分，未断电扣2分，未清理扣3分，废料混放扣5分。

模块二：产品检验（实操）

任务描述

对模块一生成的复合板进行尺寸、外观、力学性能及成分检验，判断是否符合企业标准（Q/XYZ001-2024）。

设备与标准

1.设备：游标卡尺（精度0.02mm）、工业相机（分辨率2000万像素，带图像分析软件）、电子万能试验机（型号WDW-50，最大载荷50kN）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR，教学简化版）。

2.标准：

-尺寸：300±0.2mm（长）×200±0.2mm（宽）×5±0.1mm（厚）；

-外观：无直径＞0.5mm气泡，无长度＞2mm裂纹；

-力学性能：拉伸强度≥1200MPa（试样尺寸150mm×15mm×5mm），弯曲强度≥1500MPa（试样尺寸80mm×10mm×5mm）；

-成分：红外光谱中1730cm?1（C=O）峰强比1240cm?1（C-O-C）峰强≤0.