復(fù)合材料成型工藝是復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)和條件。隨著復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬,復(fù)合材料工業(yè)得到迅速發(fā)展,一些成型工藝日臻完善,新的成型方法不斷涌現(xiàn),目前聚合物基復(fù)合材料的成型方法已有20多種,并成功地用于工業(yè)生產(chǎn),如:(1)手糊成型工藝--濕法鋪層成型法;(2)噴射成型工藝;(3)樹脂傳遞模塑成型技術(shù)(RTM技術(shù));(4)袋壓法(壓力袋法)成型;(5)真空袋壓成型;(6)熱壓罐成型技術(shù);(7)液壓釜法成型技術(shù);(8)熱膨脹模塑法成型技術(shù);(9)夾層結(jié)構(gòu)成型技術(shù);(10)模壓料生產(chǎn)工藝;(11)ZMC模壓料注射技術(shù);(12)模壓成型工藝;(13)層合板生產(chǎn)技術(shù);(14)卷制管成型技術(shù);(15)纖維纏繞制品成型技術(shù);(16)連續(xù)制板生產(chǎn)工藝;(17)澆鑄成型技術(shù);(18)拉擠成型工藝;(19)連續(xù)纏繞制管工藝;(20)編織復(fù)合材料制造技術(shù);(21)熱塑性片狀模塑料制造技術(shù)及冷模沖壓成型工藝;(22)注射成型工藝;(23)擠出成型工藝;(24)離心澆鑄制管成型工藝;(25)其它成型技術(shù)。
復(fù)合材料制品成型工藝特點(diǎn):與其它材料加工工藝相比,復(fù)合材料成型工藝具有如下特點(diǎn):(1)材料制造與制品成型同時(shí)完成 一般情況下,復(fù)合材料的生產(chǎn)過程,也就是制品的成型過程。材料的性能必須根據(jù)制品的使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì),因此在選擇材料、設(shè)計(jì)配比、確定纖維鋪層和成型方法時(shí),都必須滿足制品的物化性能、結(jié)構(gòu)形狀和外觀質(zhì)量要求等。(2)制品成型比較簡便 一般熱固性復(fù)合材料的樹脂基體,成型前是流動(dòng)液體,增強(qiáng)材料是柔軟纖維或織物,因此,用這些材料生產(chǎn)復(fù)合材料制品,所需工序及設(shè)備要比其它 材料簡單的多,對(duì)于某些制品僅需一套模具便能生產(chǎn)。一、接觸低壓成型工藝接觸低壓成型工藝 的特點(diǎn)是以手工鋪放增強(qiáng)材料,浸清樹脂,或用簡單的工具輔助鋪放增強(qiáng)材料和樹脂。接觸低壓成型工藝的另一特點(diǎn),是成型過程中不需要施加成型壓力(接觸成型),或者只施加較低成型壓力(接觸成型后施加0.01~0.7MPa壓力,最大壓力不超過2.0MPa)。觸低壓成型工藝過程,是先將材料在陰模、陽模或?qū)δI现瞥稍O(shè)計(jì)形狀,再通過加熱或常溫固化,脫模后再經(jīng)過輔助加工而獲得制品。
屬于這類成型工藝的有手糊成型、噴射成型、袋壓成型、樹脂傳遞模塑成型、熱壓罐成型和熱膨脹模塑成型(低壓成型)等。其中前兩種為接觸成型。接觸低壓成型工藝中,手糊成型工藝是聚合物基復(fù)合材料生產(chǎn)中最先發(fā)明的,適用范圍最廣,其它方法都是手糊成型工藝的發(fā)展和改進(jìn)。接觸成型工藝的最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單,適應(yīng)性廣,投資少,見效快。根據(jù)近年來的統(tǒng)計(jì),接觸低壓成型工藝在世界各國復(fù)合材料工業(yè)生產(chǎn)中,仍占有很大比例,如美國占35%,西歐占25%,日本占42%,中國占75%。這說明了接觸低壓成型工藝在復(fù)合材料工業(yè)生產(chǎn)中的重要性和不可替代性,它是一種永不衰落的工藝方法。但其最大缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)品重復(fù)性差等。1、原材料接觸低壓成型的原材料有增強(qiáng)材料、樹脂和輔助材料等。(1)增強(qiáng)材料接觸成型對(duì)增強(qiáng)材料的要求:①增強(qiáng)材料易于被樹脂浸透;②有足夠的形變性,能滿足制品復(fù)雜形狀的成型要求;③氣泡容易扣除;④能夠滿足制品使用條件的物理和化學(xué)性能要求;⑤價(jià)格合理(盡可能便宜),來源豐富。用于接觸成型的增強(qiáng)材料有玻璃纖維及其織物,碳纖維及其織物,芳綸纖維及其織物等。