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,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,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1.1 预浸料定义预浸料真空袋热压罐压力袋压模工艺,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%,）,4,1、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,单向预浸带,窄预浸带,5,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,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 预浸料制备工艺及设备1.3.1热固性树脂基体预浸料制,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,8,1.3.1.1 溶液浸渍法（湿法）设备：卧式或立式浸胶机过,1.,辊筒缠绕法,9,1.辊筒缠绕法9,玻璃纤维无纬布,碳纤维无纬布,10,玻璃纤维无纬布碳纤维无纬布10,2,、阵列式连续排铺法,11,2、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,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,14,1.3.1.2 熔融法优点：生产现场和环境无污染；节约溶剂；,2,、胶膜法,15,2、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,16,1.3.2 增强热塑性塑料片材制造1.3.2.1 熔融浸,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,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,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,18,1.3.2.3 硫化床法短切树脂粉末玻纤输送网带热压冷却,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,19,1.3.2.4 静电吸附法短切玻纤层合塑料薄膜热压冷却片,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,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,21,2.1.1 过程2.1真空袋成型制品毛坯真空袋密封抽真空固化,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,22,2.1.2 特征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,23,2.1.3真空袋成型设备和工具浸渍-赋形-,真空袋装,24,真空袋装24,25,25,26,26,2.2,压力袋成型,压力为,0.250.5MPa,27,2.2压力袋成型压力为0.250.5MPa27,2.2,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,28,2.2压力袋成型设备和工具浸渍-赋形-,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,方案设计树脂基体采用耐低温、低粘度环氧树脂；,真空浸渍,+,气囊加压,30,真空浸渍+气囊加压30,2.3,真空袋,-,热压罐成型,31,2.3真空袋-热压罐成型31,热压罐,32,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,33,2.3.1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,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,34,2.3.2 工艺过程 预浸料下料、封装抽真空加热加压固化3,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,加压作用：压实预浸料，制备结构均匀、致密复合材料2.3.3.,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,固化温度、时间：取决于树脂体系和制件厚度；36,时间,温度,压力,真空度,37,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,38,2.3.4压力罐成型设备和工具浸渍-赋形-,39,39,40,40,2.3.5,热压罐系统,压力,真空,加热,41,2.3.5 热压罐系统 压力41,42,42,2.3.5,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。,43,2.3.5热压罐系统三大部分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,）；,44,2、功能及控制部分包括：44,3,、安全装置：安全保险设备。,4,、在线监视、测量部分,45,45,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,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,