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先进复合材料真空袋/热压罐成型技术

来源 : 利来注册网站 发布时间:2013/07/30 10:41:11  阅读量:131 次

 真空袋/热压峨成塑技术是航空、航天领城应用最广泛的成型技术之一它能在宽广范圈内适应各种材料对加工工艺条件的要求。

       真空袋/热压罐成型的主要工艺流程

        1.模具清理和脱棋剂涂抹。
        脱棋荆一定要涂抹均匀.用量要严格控制,过少影响脱模,过多污染制品。

        2.预浸料裁切与铺叠。
        裁切与铺叠可采取人工操作.可采取机器辅助裁切与人工铺叠相结合.也可采取全自动方式裁切与铺叠。裁切按模板裁剪.要注意控制纤维方向偏差,一般不超过士1度。铺叠时要按照设计的铺层顺序和方向依次铺叠,同时要注意在接缝部位采取搭接形式.且各层接缝必须错开.要注意将顶浸料展平压实,尽量排除层间空气。

        3真空袋组合系统制作和坯件装袋.
        直空袋组合系统制作需要采用各种辅助材料.其中包括:真空袋材料(改性尼龙薄膜或聚酸胺薄膜).橡胶密封胶条.有孔或无孔隔离膜(聚四氟乙烯或改性氟塑料)。吸胶材料。透气材料.脱模布和周边胶条等。按图10-1所示顺序将坯件与各种辅助材料依次组合井装袋.形成真空组合系统。在组合过程中.吸胶材料的用量要精确计算.真空袋不宜过小或过大,以舒展为宜。装袋后应进行真空检漏.确认无误后.便可闭合锁锁热压罐门.升温固化。

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1.真空袋.2.透气材料.3.压板04.有孔隔离层,5.预浸料叠层,6.有孔脱模布,7.吸胶材料,8.隔
离薄面.9.底模版.10.周边挡条.11.周边密封带112.热压罐金属基板。13.密封胶条,14.真空管路
       3.固化。
        各种树脂体系的固化制度,应根据各种不同树脂体系的固化反应特性和物理特性分别给予制定,要懊重考虑加压时机和关闭真空系统的时机。固化完毕要控制降温速率,以防止因降沮速度过快导致制品内部产生残余应力。
       4.出罐脱模。
        罐内温度降至接近室温时方可出罐脱模。
       5.检测与修整。
        先进复合材料制品一般都要进行无损探伤检侧。

预浸料制备


        织物预浸料是热压罐成型的半成品原材料,可采用溶液及演法和热熔浸渍法制造。


        1.溶液浸渍法。
        通常采用辊筒卷绕方法生产。织物状态、胶液浓度、卷绕速度和卷绕张力对预浸料的含胶量有重要影响.烘干温度和卷绕速度对预浸料的挥发份和预固化度有重要影响.该工艺浸渍渗透性好.但固化后产品致密性差.空隙率高,力学性能偏低,生产成本高,环境污染严重。

        2.热熔浸渍法.
         热熔浸渍也称树脂膜浸渍,其主要优点:纤维排纱平直均匀,含胶最、带宽、带厚均能精确控制。热压浸演。浸渍效果好,纱束之间无间隙.有利于降低制品的空隙率:无溶剂挥发,劳动环境好等.热熔浸渍是在专用热熔浸渍机上进行。机器开动后,牵引辊牵引上下隔离纸与连续纤维同步移动.此时被加热到熔融状态的树脂通过涂膜辊均匀涂覆到上下隔离纸相对应的单面上,上下隔离纸上的胶膜将纤维夹在中间.通过加压辊将熔融树脂压浸到纤维中间,经过冷却,最后将上下隔离纸和预浸带分别收卷待用.预浸料的含胶量可通过调节刮胶辊与涂膜辊之间的间隙和调节温度、走纸速度来控制.
 

热压系统与成型模具


        1.热压罐系统。
         热压罐系统是根据复合材料成型工艺条件设计的。通常由如下分系统组成:压力容器;加热及气体循环系统;气体加压系统;真空系统。控制系统;冷却系统和装卸系统组成。
         2.成型模具,
         热压罐成型模具要求模具材料在制品成型沮度和压力下能保持适当性能,同时还要考虑到棋具成本、寿命、梢度、强度、质最、机械加工性、热胀系数、尺寸德定性、表面处理及导热系数等。模具的制造可选择铝、钢、镍合金、电沉积镶和碳/环氧复合材料等。
 

 热压罐成型工艺模拟


        在热压罐成型工艺过程中,将发生以下主要物理、化学变化:①树脂在纤维中流动,以促使树脂充分浸透纤维;②纤维增强网络压实,以保证复合材料构件中纤维体积分数最大化;③合适的固化压力,以抑制树脂基体中孔隙的形成;④合适的固化温度周期。以确保树脂充分固化。所有这些物理化学过程,均可以通过建立树脂流动模型、纤维形变模型、纤维庆实模型、孔隙形成模型、热传递模型等进行工艺
模拟,并把这些模型统一集成到固化工艺优化的软件系统中。
        热压罐成型技术可用来制作军机的主承力构件,如机身、抓盒、方向舵、升降舵、垂尾、平尾等。在卫星和运载火箭上也有广泛用途。





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