先進樹脂基復(fù)合材料的成型方法按照纖維形態(tài)分為短切纖維增強樹脂成型、連續(xù)纖維增強樹脂成型和纖維制品增強樹脂成型。早期先進樹脂基復(fù)合材料成型方法主要為手糊成型和熱壓罐成型,后來發(fā)展為拉擠成型、模壓成型、纏繞成型、RTM成型和自動鋪放成型等,成型工藝逐漸趨于數(shù)字化、自動化和高效化。
增強熱塑性復(fù)合材料與纖維增強熱固性復(fù)合材料相比,成型難度主要在于熱塑性樹脂的粘度大。纖維增強熱塑性復(fù)合材料成型技術(shù),主要包括熱壓罐成型工藝、拉擠成型工藝、模壓成型工藝、纏繞成型工藝、樹脂基傳遞模塑成型工藝和自動鋪放成型工藝等。
(1)熱壓罐成型工藝。
將毛壞結(jié)構(gòu)用真空袋密封在模具上之后放入熱壓罐中,然后利用熱壓罐中的高溫壓縮空氣對毛壞進行加熱加壓、固化成型。熱壓罐成型的工藝流程主要包括預(yù)浸料制備、裁剪、鋪貼和固化。熱壓罐成型工藝的優(yōu)點是工藝操作和設(shè)備簡單,穩(wěn)定性高,適用范圍廣,主要用于成型構(gòu)件:缺點是人工成本大,生產(chǎn)效率低,勞動強度高,消耗資源多。
(2)拉擠成型工藝。
先將樹脂和添加劑等混合后放入料槽中,然后增強材料經(jīng)過料槽時將其粘附帶出,最后將增強材料和混合物一起在加熱模具中固化成型。該工藝可以實現(xiàn)自動化控制,生產(chǎn)效率高,成型穩(wěn)定,適用于生產(chǎn)各種型材。而且拉擠成型制品的拉伸強度和彎曲強度由于該成型工藝單向拉伸的特點,相較于其他成型工藝下的制品更高。這種現(xiàn)象是因為單向的材料拉擠導(dǎo)致纖維取向。
(3)模壓成型工藝。主要材料為預(yù)浸料,主要流程是在金屬模具中完成的,在成型過程中需要施加一定的溫度和壓力,然后一定時間后成型。該工藝的優(yōu)點主要是成型穩(wěn)定,重復(fù)性好,精度高,生產(chǎn)效率高,用來制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件,可實現(xiàn)工業(yè)化、自動化和數(shù)字化生產(chǎn)控制,并且可以防止成型過程中分子取向;缺點是生產(chǎn)成本高,模具制備復(fù)雜,受模具影響只適用于生產(chǎn)中小型。
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