复合材料预浸料极其加工设备.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,复合材料预浸料极其加工设备,1,复合材料预浸料极其加工设备概览,搓管工艺,预浸料,真空袋,热压罐,压力袋,压模工艺,1,、预浸料制造设备与工艺,2,、,真空袋,工艺与设备,3,、,热压罐,工艺与设备,2,1,、预浸料,1.1,预浸料定义,用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续、短切纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物；,制造复合材料的中间材料。,是进行铺层设计的基础，,是直接用来制造各种复合材料构件的原料。,预浸料,真空袋,热压罐,压力袋,压模工艺,3,1,、预浸料概述,1.2,商用预浸料性能要求,具有较长的适用期（室温,1,个月，,18 6,个月）；,可准确控制增强材料的含量和排列方向；,成型时应有适当的粘性和铺设性；,挥发分含量尽可能小（一般,2%,，主承力构件预浸料,0.8%,）,4,单向预浸带,窄预浸带,5,碳纤维织物预浸料,玻璃纤维织物预浸料,6,1.3,预浸料制备工艺及设备,1.3.1,热固性树脂基体预浸料制备技术,SMC,连续长纤维,溶液浸渍法,热熔法,1.3.2,热塑性,树脂基体预浸料制备技术,7,1.3.1.1,溶液浸渍法（湿法）,设备：卧式或立式浸胶机,过程,收卷,热处理炉,(,除去水分或石蜡浸润剂,),浸胶槽,(,浸胶,),纤维,(,纱或织物,),烘干炉,(,除去溶剂、挥发分,),(,树脂预固化,),存贮,8,1.,辊筒缠绕法,9,玻璃纤维无纬布,碳纤维无纬布,10,2,、阵列式连续排铺法,11,北京航空材料研究院自行研制,48,英寸热熔预浸机,12,北京航空材料研究院窄带预浸机,13,1.3.1.2,熔融法,优点：生产现场和环境无污染；节约溶剂；预浸料挥发分含量低,缺点：不适合浸渍厚纤维或织物，高粘度树脂难于浸渍。,1,、,直接热熔法,14,2,、胶膜法,15,1.3.2,增强热塑性塑料片材制造,1.3.2.1,熔融浸渍工艺,层合,切割,玻璃毡,树脂薄膜,片材,冷却,预热,热压浸渍,热固结,16,混合,悬浮助剂,树脂粉末,热压,玻纤,悬浮液,流浆箱,成形网,脱水,干燥,粘接,片材,卷材,树脂、玻纤均匀分散,1.3.2.2,悬浮沉积工艺,17,1.3.2.3,硫化床法,短切,树脂粉末,玻纤,输送网带,热压,冷却,电加热,远红外加热,片材,18,1.3.2.4,静电吸附法,短切玻纤,350mm,层合,塑料薄膜,0.011mm,热压,冷却,片材,带静电,玻纤,静电摩擦辊,静电发生器,中长玻纤,19,2,预浸料加工工艺和设备,预浸料,真空袋,热压罐,搓管工艺,压力袋,压模工艺,浸渍,-,赋形,-,固化,20,2.1.1,过程,2.1,真空袋成型,制品毛坯,真空袋密封,抽真空,固化,制品,21,2.1.2,特征,1,）工艺简单，不需要专用设备；,2,）压力较小，最大为,0.1MPa,，只适用厚度,1.5mm,以下复合材料制品,22,2.1.3,真空袋成型设备和工具,浸渍,-,赋形,-,固化,预浸料,1,、模具,2,、压力,(,真空系统,),3,、温度（控制系统）,真空系统：,真空袋,真空泵、管路,密封材料,4,、脱模材料,23,真空袋装,24,25,26,2.2,压力袋成型,压力为,0.250.5MPa,27,2.2,压力袋成型设备和工具,浸渍,-,赋形,-,固化,预浸料,1,、模具,2,、压力,(,压力系统,),3,、温度（控制系统）,压力系统：,加压设备、管路,密封材料,4,、脱模材料,28,方案设计,树脂基体采用耐低温、低粘度环氧树脂；,为了满足动载疲劳性、提高层间剪切采用正交三维；,真空浸渍、内气囊加压工艺。,内补强法兰,内加压,29,真空浸渍,+,气囊加压,30,2.3,真空袋,-,热压罐成型,31,热压罐,32,2.3.1,热压罐成型复合材料制品的优点,制品表面与内部质量最佳,（浸渍最佳）；,大尺寸型面复杂的复合材料构件（受限于热压罐型腔尺寸,）（成型最佳）；,预浸料铺层，制品质量易控,（固化最佳，工艺可控性好）。,“,热压罐成型是一种广泛用于成型先进复合材料结构的工艺方法。当前要求高承载的绝大多数复合材料结构依然采用热压罐成型,”,摘自,聚合物复合材料及工艺,220,页王汝敏等,科学出版社,33,2.3.2,工艺过程,预浸料下料、,铺叠,封装,抽真空,加热加压,固化,34,加压作用：压实预浸料，制备结构均匀、致密复合材料,加压时机：粘流态与高弹态区间,加压太早：树脂流失过多,加压太迟：树脂已进入高弹态，树脂结构不致密,2.3.3.,加热、加压工艺顺序,加热,预浸料熔融,粘流态,高弹态,固化,玻璃态,35,固化温度、时间：取决于树脂体系和制件厚度；,升温速率,固化压力：排除过剩树脂，使制件密实；,加压时机,真空度：排除夹杂空气和挥发物,36,时间,温度,压力,真空度,37,2.3.4,压力罐成型设备和工具,浸渍,-,赋形,-,固化,预浸料,高压,高温,流胶,1,、模具,2,、真空系统,3,、温度（热压罐系统,真空系统：,真空袋,真空泵、管路,密封材料,3,、热压罐系统,4,、脱模材料,38,39,40,2.3.5,热压罐系统,压力,真空,加热,41,42,2.3.5,热压罐系统三大部分,1,、机械部分包括：,密封腔体,（由罐体、罐门机构、密封电机和隔热层等形成一个耐高压、高温的容器腔体）,底板与小车,；,罐体：为圆筒形压力容器，封头采用压制成型，筒身采用钢板卷筒焊制。筒身由内外筒组成，加热与冷却装置安装在内外筒之间。罐体内装有风机，使空气通过内外筒涵道强制循环流动。内筒焊有底板，上置轨道和小车，制品可由小车进出罐体。,43,2,、功能及控制部分包括,：,1,压力系统,（由压缩机、储气罐、压力调节阀、管路、变 送器和压力表等组成压力传送与调控系统）；,2,加热、冷却系统,（电热管均布在罐体尾部，加热功率满足腔体的最高温度要求及升温速率的要求）；,3,均风系统,（由搅拌风机、导风筒和导流罩组成，加速热流传导，形成均匀温度场）；,4,真空系统,(,由真空泵、管路、真空表和真空阀组成，给封装的复合材料预制件提供真空条件,）；,44,3,、安全装置：安全保险设备。,4,、在线监视、测量部分,45,复合材料预浸料极其加工设备概览,搓管工艺,预浸料,真空袋,热压罐,压力袋,压模工艺,1,、预浸料制造设备与工艺,2,、,真空袋、压力袋,工艺与设备,3,、,热压罐,工艺与设备,46,