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2024-11-15 03:40:19
對于復合材料蒙皮來說,成型方法眾多,包括模壓成型、真空袋壓成型、熱壓罐成型等。復合材料加筋蒙皮結構的成型還涉及到共固化、共膠結及二次膠結等成型方式。
模壓成型
模壓成型是傳統的材料加工成型方法,復合材料的模壓成型與金屬材料模壓相似,都是采用陽模和陰模對原材料進行加熱加壓成型。模壓工藝流程為:按照具體工藝要求,將粉粒狀物料、纖維樹脂或預浸料等鋪放在模具型腔中,通過液壓設備對其施加一定的壓力和溫度,在升溫過程中樹脂變成可流動的狀態,對纖維充分浸潤,并充滿整個模腔,最終在溫度和壓力的作用下,一段時間后固化成型,得到相應的產品。
模壓成型具有如下特點:原料損耗少,不會造成過多的損失;產品尺寸精度高,內應力很低,且翹曲變形也很??;產品表面光潔,無需進行二次修飾;模腔的磨損很小,維護費用較低;成型產品為較大型平板狀制品;生產效率高,便于實現專業化和自動化生產。但其模具制造復雜,成本投入較大;受機型限制,批量生產中小型產品居多;對高尺寸精度要求的制品,該工藝有所短缺;成型后產品的飛邊較厚,去除飛邊的工作量大;不適合成型存在凹陷、側面斜度或小孔等的復雜制品。
真空袋壓成型
真空袋壓技術最早出現在20世紀80年代,但很長時間內沒有得到廣泛應用,直到近幾年,在節能減排、低碳經濟等政策的大力提倡下,才得以應用與發展。真空袋壓成型工藝是將纖維織物(預成型體)按照實際工藝要求鋪放在模具表面,然后依次鋪放脫模布、導流網、導流管、真空薄膜,并在兩端分別放置樹脂導流管和真空抽氣管。采用密封膠對其進行密封,使用真空泵排出內部空氣,使得真空薄膜與模具之間形成一個“真空腔體”。隨后,利用大氣壓力將樹脂導入,對材料進行浸潤,直至完全浸潤。最后,保持真空袋密封,使其一直處于真空狀態并完成固化。
真空袋壓成型工藝對模具的要求較低,僅需要剛性模具和真空薄膜;對纖維的浸潤效果好,負壓條件下,樹脂充分流動提高了纖維的浸潤程度;此外,其屬于閉模成型工藝,在固化樹脂的過程中限制了有害物質的揮發,可減少對環境的污染。但該方法存在以下問題:對操作人員的技術要求較高,樹脂混合及樹脂含量的控制很大程度上取決于操作人員的熟練程度以及成型后蒙皮的纖維含量低。
熱壓罐成型
熱壓罐成型是利用罐內高溫高壓空氣進行加熱加壓成型的方法。由于罐內空氣溫度、壓力均勻,保證了成型過程受熱受壓均勻,有助于提升產品質量一致性。具體的工藝流程為:將預浸料鋪貼在模具上,然后將脫模布、透氣氈等依次鋪放,用密封膠將真空袋密封在模具上,放入熱壓罐中,連接抽真空管道,進行抽真空預壓實,并檢查裝置是否漏氣。確認無誤后,關閉熱壓罐,設定相關工藝程序,開始加熱加壓固化成型,最終得到相應的產品。熱壓罐成型具有制品受熱均勻、使用范圍廣泛、模具要求相對簡單等特點,適合大面積復雜型面的蒙皮、壁板和機身的成型;熱壓罐內的溫度、壓力幾乎能滿足所有聚合物基復合材料的成型工藝要求;成型工藝穩定可靠。但該方法成型耗時長,能耗高,且固化過程中用到的輔助材料價格昂貴。
來源:紡織導報