『壹』 碳纤维复合材料的基体树脂固化工艺有几种
1、统的热固化。碳纤维环氧复合材料的固化过程就是将预制件放入烘箱(或热压机或热压罐)中对预制构件进行加热和加压的过程,是热固性树脂与纤维结合,形成复合材料结构件的过程。但是要想得到质量好的复合材料结构件,必须选择最佳的固化工艺参数,工艺参数主要指温度、压力及加压点、升降温速率和保温时间等。可以利用示差扫描量热法(DSC)对树脂在固化过程中的反应历程及其树脂的流变学性能黏度变化进行分析来加以确定。
2、辐射固化。辐射源很多,如:α、β一、β+、y和中子射线。主要的辐射固化(radiation curing)有电子束固化(EB)和紫外线固化(UV)2种。(1)电子束固化。即高能量电子束碰撞目标分子,释放足够的能量使其产生一系列活泼的粒子,当邻近分子发生这一过程时,活泼粒子释放出能量,形成化学键。电子束固化可使聚合物体系性能如模量、强度、冲击强度、硬度、耐热性及抗冲击、抗蠕变等都会有一定程度的提高。(2)光固化。光敏树脂浸渍纤维增强材料制成柔性预浸料修理补片,用黏结的方法贴补到破坏损伤区,在紫外光的照射下迅速固化,从而在短时间内完成结构的修补。
3、微波固化。微波是频率为109~1011Hz的电磁波,其固化机理是极性物质在外加电磁场的作用下,内部介质极化产生的极化强度矢量落后于电场一个角度,导致与电场相同的电流产生,构成物质内部功率耗散,从而将微波能转化为热能,致使固化体系快速均匀升温而加速反应。
『贰』 想了解玻璃纤维的制作工艺和制作流程,越详细越好,多谢
纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺
一、前言
相比传统材料,复合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以来发展很快。尽管产量小(据法国Vetrotex公司统计,2003年全球复合材料达700万吨),但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%,以中国(含台湾省)、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻班纤维增强塑料(玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”)逾90万吨,已居世界第二位(美国2003年为169万吨,日本不足70万吨)。
复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分组成:
增强材料:在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能,如玻璃钢中的玻璃纤维,CFRP(碳纤维增强塑料)中的碳纤维素就是增强材料。
基体:构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢(GRP)中的树脂(本文谈到的环氧树脂)就是基体。 y
按基体材料不同,复合材料可分为三大类:
树脂复合材料
金属基复合材料
无机非金属基复合材料,如陶瓷基复合材料。
本文讨论环氧树脂基复合材料。
1、为什么采用环氧树脂做基体?
固化收缩率代低,仅1%-3%,而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%;
粘结力强;
有B阶段,有利于生产工艺;
可低压固化,挥发份甚低;
固化后力学性能、耐化学性佳,电绝缘性能良好。
值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯权势脂为佳,然耐酸性差;固化后一般较脆,韧性较差。
2、环氧玻璃钢性能(按ASTM)
以FW(纤维缠绕)法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例,将其与钢比较。
表1 GF/EPR与钢的性能比较
玻璃含量 GF/EPR(玻纤含量80wt%) AISI1008 冷轧钢
相对密度 2.08 7.86 V
拉伸强度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸长率 1.6% 37.0%
弯曲强度 689.5MPa
弯曲模量 34.48GPa
压缩强度 310.3MPa 331.0MPa
悬臂冲击强度 2385J/m
燃烧性(UL-94) V-O
比热容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨胀系数 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
热变形温度 204ºC(1.82MPa)
热导率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介电强度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)
表2 几种常用材料与复合材料的比强度和比模量
材料名称 密度g/cm3 拉伸强度×104MPa 弹性模量×106MPa 比强度×106cm 比模量×109cm
钢 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
铝 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
钛 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃钢 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纤维/环氧树脂 1.45 14.71 13.73
碳纤维/环氧树脂 1.6 1049 23.54
芳纶纤维/环氧树脂 1.4 13.73 7.85
硼纤维/环氧树脂 2.1 13.53 20.59
硼纤维/铝 2.65 9.81 19.61 0.75 c2
二、纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介
1、手糊成型 (hand lay up)
(1)概要 依次在模具表面上施加
脱模剂
胶衣
一层粘度为0.3-0.4PaS的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝结后)
一层纤维增强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......),纤维增强材料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强材料,并驱除气泡,压实基层。铺层操作反复多次,直到达到制品的设计厚度。
树脂因聚合反应,常温固化。可加热加速固化。
(2)原材料 F gb NG ^
树脂 不饱和聚酯树脂、已烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。
纤维 玻纤、碳纤、芳纶等。虽然厚的芳纶织物难于手工将树脂浸透,亦可用。
芯材 任意。
(3)优点
1)适合少量生产;
2)可室温成型,设备投资少,模具折旧费低;
3)可制造大型制品和型状复杂产品;
4)树脂和增强材料可自由组合,易进行材料设计;
5)可采用加强筋局部增强,可嵌入金属件;
6)可用胶衣层获得具有自由色彩和光泽的表面(如开模成型则一面不平滑);
7)玻纤含量较喷射成型高。
无捻粗纱布 50%左右
织物 35%-45%
短切原丝毡 30%-40%
(4)缺点
1)属于劳动密集型生产,产品质量由工人训练程度决定; ;
2)玻纤含量不可能太高;树脂需要粘度较低才易手工操作,溶剂/苯乙烯量高,力学与热性能受限制;
3)手糊用树脂分子量低;通常可能较分子量高的树脂有害于人的健康和安全。
(5)典型产品
舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。
2、树脂传递成型(RTM)
(1)概要
RTM是一种闭模低压成型的方法。
将纤维增强材料置于上下模之间;合模并将模具夹紧;在压力下注射树脂;树脂固化后打开模具,取下产品。
树脂胶凝过程开始前,必须让树脂充满模腔,压力促使树脂快速传递到模个内,浸渍纤维材料。
RTM是一低压系统,树脂注射压力范围0.4-0.5MPa,当制造高纤维含量(体积比超过50%)的制品,如航空航天用零部件时,压力甚至达0.7MPa。
纤维增强材料有时可预先在一个模具内预成型大致形状(带粘结剂),再在第二个模具内注射成型。 为了提高树脂浸透纤维能力,可选择真空辅助注射(VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意树脂一经将纤维材料浸透,树脂注口要封闭,以便树脂固化。注射与固化可在室温或加热条件下进行。模具可以复合材料与钢材料 制作。若采用加热工艺。宜用钢模。
(2)原材料
树脂:一般多用环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛;当加温时,高温树脂台双马列来酰亚胺树脂亦可用。
法国 Vetrotex公司开发了热塑性树脂RTM。
纤维:任意。常用玻纤连续毡、缝编材料(其纤维间的缝隙得于树脂传递)、无捻粗纱布;玻纤与热塑性塑料的复合纱及其织物与片材(法国Vetrotex商品名TWINTEX)。
芯材:不用蜂窝,因蜂窝空格全被树脂填满,压力会导致其破坏。可用耐溶剂发泡材料PU、PP、CL、VC等。
(3)优点
1)制品纤维含量可较高,未被树脂浸得部分非常少;
2)闭模成型,生产环境好;
3)劳动强度低,对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成型低;
4)制品两面光,可作有表面胶衣的制品,精度也比较高;
5)成型周期较短;
6)产品可大型化;
7)强度可按设计要求具有方向性;
8)可与芯村、嵌件一体成型;
9)相对注射设备与模具成本较低。
(4)缺点
1)不易制作较小产品;
2)因要承压,故模具较手糊与喷射工艺用模具要重和复杂,价位也高一些;
3)能有未被浸渍的材料,导致边角料浪费。
(5)典型产品
小型飞机与汽车零部件、客车座椅、仪表壳
3、纤维缠绕(FW)
(1)概要
通常采用直接无捻粗纱作为增强材料。粗纱排列在纱架上。粗纱自纱架上退绕,通过张力系统、树脂槽、绕丝嘴,由小车带动其往复移动并缠绕在回转的芯轴(模)上。纤维缠绕角度与纤维排列密度根据强度设计,并由芯轴(模)转速与小车往复速度之比,精确地控制。固化后将缠绕的复合材料制品脱模。
对某些两端密闭的产品不用脱模,芯模即包在复合材料产品内,作为内衬。
(2)原材料
树脂:任意。环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛树脂。
纤维:任意。无捻粗纱、缝编和无纺织物。生产管罐时,常用表面毡、短切原丝作为内衬材料。
芯材:可用。虽然复合材料制品通常是单一壳体,一般不用。
(3)优点
1)因为纤维迳直以合理的线形铺设,承担负荷,故复合材料制品的结构特性可非常高;
2)由于同内衬层组合,可制得耐腐蚀、耐压、耐热的制品;
3)可制造两端封闭的制品;
4)铺放材料快、经济、用无捻粗纱,材料费用低;
5)可采用树脂计量,然浸胶后的纤维通过挤胶或口模,控制树脂含量;
6)可大理生产和自动化;
7)机械成型,复合材料材质及方向性均匀,质量稳定。
(4)缺点
1)制品形状限于圆柱形或其它回转体;
2)纤维不易沿制品长度方向精确排列;
3)对于大型制品,芯模成本高;
4)成品外表不是“模制”的,不尽人意;
5)对于承受压力的制品,如选择树脂不合适或无内衬,就易发生渗漏。
(5)典型产品 '
管道、贮罐、气瓶(消防呼吸气瓶、压缩天然气瓶等)、固体火箭发动机壳体。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反应注射成型)
(1)概要
将两种或两种以上的组分在混合区低压(0.5MPa)混合后,即在低压(0.5-1.5MPa)下注射到闭模中反应成型,此即为工艺过程。若组分一为多元醇,一为异氰酸酯,则反应生成聚氨酯 。为增加强度,可直接在一种组分内行加入磨碎玻纤原丝和(或)填料。弈可采用长纤维(如连续纤维毡、织物、复合毡、短切原丝等的预成型物等)增强,在注射前,将长纤维增强材料预先置模具内。用此法可得到高力学性能的制品。这种工艺称为SRIM(Structural Reaction Injection Molding-结构反应注射成型)。
(2)原材料
树脂:常用聚氨酯体系或聚氨酯/脲混合体系;亦可采用环氧、尼龙、聚酯等基本;
纤维:常用长0.2-0.4mm的磨碎玻璃纤维;
芯材:不用。
(3)优点
1)制造成本比热塑性塑料注射工艺低;
2)可制造大尺寸、开头复杂的产品;
3)固化快,适于快速生产。
(4)缺点
采用磨碎玻璃纤维增强原料费用高,荐用矿物复合材料取代之。
(5)主要产品
汽车仪表盘、保险杠、建筑门、窗、桌、沙发、电绝缘件。
5、拉挤成型 (Pultrusion)
(1)概要
主要采用玻璃纤维无捻粗纱(使用前预先放置在纱架上),它提供纵向(沿生产线方向)增强。
其它类型的增强有连续原丝毡、织物等,它们补充横向增强,表面毡则用于提高成品表面质量。树脂中可加入填料,改进型材料性能(如阻燃),并降低成本。
拉挤成型的程序是
1)使玻璃纤维增强材料浸渍树脂;
2)玻璃纤维预成型后进入加热模具内,进一步浸渍(挤胶)、基本树脂固化、复合材料定型;
3)将型材按要求长度切断。 现在已有变截面的、长度方向呈弧型的拉挤制品成型技术。 拉挤成型将增强材料浸渍树脂有两种方式:
胶槽浸渍法:通常采用此法,即将增强材料通过树脂槽浸胶,然后进入模具。此法设备便宜作业性好,适于不饱和聚酯树脂,乙烯基酯树脂。
注入浸渍法(图6):玻纤增强材料进入模具后,被注入模具内的树脂所浸渍。此法适于凝胶时间短、粘度高、生产附产物的树脂基体,如酚醛、环氧、双马来酰亚胺树脂。
(2)原材料
树脂:常用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂;
纤维:拉挤用玻璃纤维无捻粗纱、连续毡、缝编毡、缝编复合毡、织物、玻纤表面毡、聚酯纤维表面毡等;
芯材:一般不用,现有以PU发泡材料为芯材,外为连续拉挤框型型材,作为保温墙板的。
(3)优点
1)典型拉挤速度0.5-2m/min,效率较高,适于大批量生产,制造长尺寸制品;
2)树脂含量可精确控制;
3)由于纤维呈纵向,且体种比可较高(40%-80%),因而型材轴向结构特性可非常好;
4)主要用无捻粗纱增强,原材料成本低,多种增强材料组合使用,可调节制品力学性能;
5)制品质量稳定,外观平滑。
(4)缺点
1)模具费用较高;
2)一般限于生产恒定横截面的制品。
(5)典型产品
建筑屋顶横梁、椽子、门窗框架型材、墙板、石油开采抽油杆、帐篷竿、梯子、桥梁、工具把、手机微波站罩壳、汽车板簧、传动轴、电缆管、光纤光缆芯、钓鱼竿、隔栅、汽车空调器罩、扩轨罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型(Vacuum bag process)
(1)概要 :
此法是手糊法与喷射法的延伸。将手糊或喷射好的积层在树脂的A阶段与模具在一 起,在积层上覆以橡胶袋,周边密封,在后用真空泵抽真空,积层从而受到不大于1个气压的压力,而被压实、成型。
(2)原材料
树脂:主要采用环氧树脂、酚醛树脂。不饱和聚酯树脂与乙烯基酯树脂则因真空泵将树脂中的苯乙烯(交联剂)过度抽出,可能会造成问题,故一般不用;
纤维:同手糊法;
芯材:任意。
(3)优点
1)采用普通的湿法铺层技术,通常可获得高纤维含量的制品;
2)可制造大尺寸产品;
3)产品两面光;
4)较湿法铺层浸胶孔隙率低;
5)由于压力,树脂流经结构纤维,纤维得以较好地浸渍树脂;
6)有利于操作人员健康和安全;真空袋减少了固化时逸出的挥发性物质。
(4)缺点
1)额外的工艺过程增加了劳动力和袋材成本;
2)要求操作人员有较高的技术熟练水平;
3)树脂混合和含量控制基本上仍然取决于操作人员的技术;
4)生产效率不高。
(5)典型产品
艇、赛车、芯材粘结、飞机鼻锥雷达罩、机翼、方向舵。
7、树脂膜熔浸成型(RFI-Resin Film Infusion)
(1)概 要
将干强物与树脂片(树脂片系放在一层脱模纸上提供)交替铺放在模具内。铺层被真空袋包覆,藉真空泵抽真空,将干织物内空气抽出。然后加热,令树脂熔化并流浸已抽出空气的织物,然后经过一事实上时间即固化。
(2)原材料
树脂:一般仅用环氧树脂; ¬
纤维:任意;
芯材:许多种芯材都可以使用,由于工艺过程中温度高,对PVC泡沫需要专门处理,以免泡沫损坏。
(3)优点
1)空隙率低,可精确获得高的纤维含量;
2)铺层清洁,有利于健康和安全(似预浸);
3)可较预浸法成本低,此为主要的优点;
4)由于树脂仅能过织物厚度方向传递,故树脂未浸到白斑区可较SCRIMP(西曼复合材料公司树脂参入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process)少。
(4)缺点
1)目前仅用于宇航工业,还未推广;
2)虽然宇航工业用高压釜系统产非总是需要,但加热室和真空袋系统对于复合材料固化,总是不可少的;
3)模具要求能经受树脂膜片的工艺温度(低温固化即需60-100ºC);
4)要求所用芯材能经受工艺温度和压力;
(5)典型产品
飞机雷达罩、舰艇声纳整流罩。
8、预浸料(高压釜)成型
(1)概要
预先在加热、加压或使用溶剂的条件下,将织物和(或)纤维预先用预催化树脂预浸渍。固化剂大多能在环境温度下,让预浸材料贮存几周或几个月,仍能保质使用。当要延长保持期,材料须在冷冻条件下贮存。树脂通常在环境温度下呈临界固态。故触摸预浸材料时有轻微的黏附感,象胶带似的。制作单向预浸渍材料的纤维直接由纱架下来,与树脂结合。预浸渍材料用手或机械铺于模具表面,通过真空袋抽真空,并通常加热到120-180ºC。使树脂重新流动,并最终固化。盛开附加压力通常藉助高压釜(实际上是一座压力加热罐)提供,它能对铺层施加达5个大气压的压力。
(2)原材料
树脂:通常用环氧树脂,不饱和聚酯树脂、酚醛树脂及高温树脂,如聚酰亚胺、氰酸酯、双马来酰亚胺树脂等;
纤维:任意。虽然由于在工艺过程中,高温分对芯材有些影响,需要采用某些专门的泡沫芯材。
(3)优点
1)预浸材料制造人员可精确地调整树脂/固化剂水平和树脂在纤维中的含量;可以可靠地得到高纤维含量。
2)材料于操作人员十分安全,无碍健康,操作清洁;
3)单向带纤维成本最低,因为毋须将纤维预先转为织物的二次加工过程;
4)由于制造过程采用可渗透的高粘度树脂,树脂化学性能力学和热性能可以是最适宜的;
5)材料有效时间长(室温下可保质数月),这意味着可优化结构、复合材料易铺层;
6)可能实现自动化和节省劳动力。
(4)缺点
1)对于预浸织物,材料成本高;
2)通常要对高压釜固化复合材料制品,耗费大、作业慢、制品尺寸受限制;
3)模具需能承受作业温度;
4)芯材需要承受作业温度和压力。
(5)典型产品
飞机结构复合材料(如机翼和尾翼)、卫星与运载火箭结构件(太阳能电池基板、夹层结构板、卫星接口支架、火箭整流罩等)、赛车、运动器材(如网球拍、滑雪板等)。
9、低温 固化预浸料成型
(1)概要
低温固化预浸料完全按通常的预浸料方法制备,但树脂的化学性质使其得以在60-100ºC温度下固化。在60ºC时,材料可操作保持期可小到限于1个星期,但亦可延长到几个月。树脂系统的流动截面适于采用真空袋压力,避免采用高压釜。
(2)材料 |
树脂:一般仅采用环氧树脂;
纤维:任意,同通常的预浸料;
芯材:任意,虽然一般 的PVC泡沫需要特别注意。
(3)优点
1)具有传统预浸料法所具备的(1)-(6)条优点;
2)模具材料较便宜,如木材亦可用,因其固化温度较低故;
3)可容易地制造大型结构。因为仅需真空袋压力;固化温度低,可采用简单的热空气循环加热室(经常就地建造大于制品的加热室 )
4)可采用普通的PVC泡沫芯材,略作处理即可;
5)能耗低。
(4)缺点
1)材料成本仍高于预浸织物;
2)需加热室和真空袋系统,以固化制品;
3)模具需能经受高于环境温度的温度(常用60-100ºC);
4)仍有能耗,因需高于环境温度固化。
(5)典型产品
高性能风力发电机叶片、赛艇、救生艇、火车用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM
图11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意图
(1)概要
SCRIMP(Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼复合材料公司树脂渗透成型法),RIFT(Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具树脂渗透法) ,VARTM(Vscuum Assisted Transfer Molding—真空辅助树脂传递成型)这三种工艺原理相似。
将织物作为干铺层材料入模内,如同RTM。然后覆以剥离保护层和缝编非结构织物。整个铺层用真空袋覆罩好。袋无渗漏后,让树脂流到积层。树脂很容易流经非结构织物而在整个铺层分布。SCRIMP法在真空袋与铺层之间可置加压模块,利于提高制作表观与结构密实度。
(2)材料
树脂:常和环氧树脂、不饱和聚酯和乙烯基酯树脂;
纤维:任意种类普通织物。这些工艺方法缝编材料很好用,因其间隙使得树脂快速流动;
芯材:除蜂窝外,各种芯材均可用。
(3)优点
1)同RTM,但制品仅一面光,不似RTM两面光;
2)由于模具一半是真空袋,主模具仅需较低强度,故模具成本甚低;
3)可制造大尺寸产品;
4)通常的湿法铺层工具可改进以用于这些成型法;
5)一次作业即可生产芯材结构。
(4)缺点
1)要完成好相对复杂的操作过程;
2)树脂粘度必须非常低,限制了制品的力学性能;
3)铺层未浸到树脂而造成的废品浪费甚大;
4) SCRIMP的一些工艺要素已被专利所限。
(5)典型产品
小艇半成品、列车和卡车车身面板。
『叁』 碳纤维模型的制作方法
1. 靠谱,我们做过;很多高档的模型都是碳纤维的,包括汽车模型。
2. 碳纤维是管制回材料,因答为主要用于军事,如火箭、坦克、导弹、飞机等。所以要好的碳纤维材料需要有渠道的,有一些国产布可以买到,但是稳定性不好(最好的是日本、德国的)。板材你可以买到,但是无法再成型。
3. 如果你想自己制作的话,需要的设备大约100万左右。包括卷制机、热压机、烤箱、脱模设备、定制模具...
如果不想投资这些,我们可以帮你,之前帮一个老外做过一个飞机模型。
我的邮箱在我的个人资料里。
『肆』 碳纤维复合材料成型方法及工艺
复合材料加工工艺是在同一基础上根据不同材料的特性及应用目的而不断衍生发展的。碳纤维复合材料在发挥质轻、强度大的基础上,也会根据应用对象的差异而采用不同的成型工艺,从而尽可能地发挥出碳纤维所具有的特殊性能。下面小编针对适用于碳纤维复合材料的成型工艺及其应用以及碳纤维复合材料的成型方法。希望能够给大家带来帮助。
一、碳纤维复合材料的成型方法
1、模压法。这种方法是将早已预浸树脂的的碳纤维材料放入金属模具中,加压后使多余的胶液溢出来,然后高温固化成型,脱膜后成品就出来了,这种方法最适合用来制作汽车零件。
22、手糊压层法。将浸过胶后的碳纤维片剪形叠层,或是以便铺层一边刷上树脂,再热压成型。这个方法可以随便选择纤维的方向、大小和厚度,被广泛使用。注意的是铺层后的形状要小于模具的形状,这样纤维在模具内受压时就不会挠曲。
33、真空袋热压法。在模具山叠层,并覆上耐热薄膜,利用柔软的口袋向叠层施加压力,并在热压灌中固化。
44、缠绕成型法。将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上,特别适用于制作圆柱体和空心器皿。
55、挤拉成型法。先将碳纤维完全浸润,通过挤拉除去树脂和空气,然后在炉子里固化成型。这种方法简单,适用于制备棒状、管状零件。
二、碳纤维复合材料成型工艺
1.手糊成型:
在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣,将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上,刷涂或喷涂树脂体系胶液,达到需要的厚度后,成型固化、脱模。在制备技术高度发达的今天,手糊工艺仍以工艺简便、投资低廉、适用面广等优势在石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域广泛应用。其缺点是质地疏松、密度低,制品强度不高,而且主要依赖于人工,质量不稳定,生产效率很低。
2.喷射成型:
属于手糊工艺低压成型中的一类,使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后,压缩空气喷洒在模具上,达到预定厚度后,再手工用橡胶锟按压,然后固化成型。为改进手糊成型而创造的一种半机械化成型工艺,在工作效率方面有一定程度的提高,用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。
3.层压成型:
将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化,这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流变性能,进行改进与完善。层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材。具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点,但是设备一次性投资大。
4.缠绕成型:
将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上,然后固化、脱模成为复合材料制品的工艺。碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高比模量以及低密度的特点,可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。
5.拉挤成型:
将浸渍树脂胶液的连续碳纤维丝束、带或布等,在牵引力的作用下,通过挤压模具成型、固化,连续不断地生产长度不限的型材。拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺,其优点是生产过程可完全实现自动化控制,生产效率高。拉挤成型制品中纤维质量分数可高达80%,浸胶在张力下进行,能充分发挥增强材料的作用,产品强度高,其制成品纵、横向强度可任意调整,可以满足制品的不同力学性能要求。该工艺适合于生产各种截面形状的型材,如工字型、角型、槽型、异型截面管材以及上述截面构成的组合截面型材。
6.液态成型:
将液态单体合成为高分子聚合物,再从聚合物固化反应为复合材料的过程改为直接在模具中同时一次完成,既减少了工艺过程中的能量消耗,又缩短了模塑周期(只需约2分钟便可完成一件制品)。但这种工艺的应用,必须以精确的管道输送和计量以及温度压力自动控制为基础,属于高分子材料和近代高新科学技术的交叉范畴,目前的应用还不是很广。
7.真空热压罐:
将单层预浸料按预定方向铺叠成的复合材料坯料放在热压罐内,在一定温度和压力下完成固化过程。热压罐是一种能承受和调控一定温度、压力范围的专用压力容器。坯料被铺放在附有脱模剂的模具表面,然后依次用多孔防粘布(膜)、吸胶毡、透气毡覆盖,并密封于真空袋内,再放入热压罐中。加温固化前先将袋抽真空,除去空气和挥发物,然后按不同树脂的固化制度升温、加压、固化。固化制度的制定与执行是保证热压罐成型制件质量的关键。该种成型工艺适用于制造飞机舱门、整流罩、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等产品。
8.真空导入:
简称VIP,在模具上铺“干”碳纤维复合材料,然后铺真空袋,并抽出体系中的真空,在模具腔中形成一个负压,利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中,让树脂浸润增强材料,最后充满整个模具,制品固化后,揭去真空袋材料,从模具上得到所需的制品。该工艺在1950年就出现了专利记录,但在近几年才得到发展。在真空环境下树脂浸润碳纤,制品中产生的气泡极少,制品的强度更高、质量更轻,产品质量比较稳定,而且降低了树脂的损耗,仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品,能较好地控制产品厚度。一般应用于船艇工业中的方向舵、雷达屏蔽罩,风电能源中的叶片、机舱罩,汽车工业中的各类车顶、挡风板、车厢等。
总结:随着碳纤维复合材料应用的深入和发展,碳纤维复合材料的成型方式也在不断地以新的形式出现,但是碳纤维复合材料的诸种成型工艺并非按照更新淘汰的方式存在的,在实际应用中,往往是多种工艺并存,实现不同条件、不同情况下的最好效应。同时碳纤维重量比铝轻,强度却高于钢,又有耐腐蚀、耐高温、模量高等优点,被称为“新兴材料之王”。碳纤维的产品在很多领域都有应用。希望以上的这些知识能够帮到大家,祝大家生活愉快。
『伍』 跑车上的碳纤维材料是怎么制作的比如说制作过程。怎样才能将碳纤维变成坚硬的型材
跑车上的碳纤维主要依靠,模压成型。不过这个成本很高。碳纤维做成的型材叫碳纤维复合材料,主要是通过碳纤维与树脂结合制作而成。通过打磨、抛光制作成外表光鲜,结构坚硬的的材料。鉴于模压的成本,国内碳纤维板,主要通过真空成型。做出的产品主要用于装饰用,真正用到赛车上,安全级别有待考虑。
仅供参考
『陆』 玻璃纤维要怎样生产制造
玻璃制品在我们的生活中经常可以看到,玻璃制品增强其装饰的效果,不仅美观而且还很实用,玻璃纤维布虽然看着不像是玻璃的,但它真的是一种玻璃制成的产品;
玻璃纤维俗称玻璃丝,它的原料是以玻璃球或废旧玻璃,然后经过高温熔制、拉丝、络纱、织布等多工艺制造而成的;其生产工艺主要有两种:
一种:一次成型的池窑拉丝法
1、先把叶腊石等原料在窑炉中熔制成玻璃溶液;
2、排除气泡后,再经通路运送到多孔漏板;
3、经过高速拉制成玻纤原丝;
这种工艺方法可以通过多条通路连接上百个漏板同时生产,其工序简单、节能降耗、成型稳定、生产效率高;
二种:两次成型的坩埚拉丝法
1、先把玻璃原料高温熔制成玻璃球;
2、然后把玻璃球再次熔化;
3、经过高速拉丝而制成玻纤原丝;
这种工艺方法工艺繁琐,能耗高、成型工艺不稳定、劳动生产率低;
由此看来,头一种方法优于二种,因此,实力较强的大规模生产厂家一般都会使用一次成型的池窑拉丝法,而两次成型的坩埚拉丝法一般是用于小型的生产厂家了。
『柒』 聚丙烯纤维的制造过程是怎么样的
聚丙烯纤维是由聚丙烯树脂(粒子)经了螺杆挤出机熔融,再经喷丝板(一种具有多孔的模头)挤出,经冷却,上油,拉伸,卷绕后制得.
『捌』 碳纤维树脂包覆工艺制作!懂得进!!
……这个如果你是做复合材料相关方向的人的话还比较好解释:
1、使用的原材料专是碳纤维织物预浸料;属
2、使用的设备是热压机和相关形状的模具;
3、讲预浸料按照相关铺层铺放好,压机热压成型。
如果不是搞这个的,可能需要去恶补一下这方面的知识。
『玖』 合成纤维制备方法。原料。性质。制备方法
、生产合成纤维的原料
生产合成纤维的基本原料源于石油。炼油厂的重整装置和烃类裂解制乙烯时副产的苯、二甲苯、丙烯,经过加工后制成合成纤维所需原料(通称为单体)。以石油为原料制取合成纤维的途径可表示如下:还有一些特种合成纤维不使用石化产品作原料,但它们产量少,不在日常生活中使用。 2、合成纤维的生产方法
合成纤维的生产首先是将单体经聚合反应制成成纤高聚物,这些聚合反应原理、生产过程及设备与合成树脂、合成橡胶的生产大同小异,不同的是合成纤维要经过纺丝及后加工,才能成为合格的纺织纤维。高聚物的纺丝主要有熔融纺丝方法主要决定于高聚物的性能。熔融纺丝是将高聚物加热熔融成熔体,然后由喷丝头喷出熔体细流,再冷凝而成纤维的方法。熔融纺丝速度高,高速纺丝时每分钟可达几千米。这种方法适用于那些能熔化、易流动而不易分解的高聚物,如涤纶、丙纶、锦纶等。溶液纺丝又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。 湿法纺丝是将高聚物在溶剂中配成纺丝溶液,经喷丝头喷出细流,在液态凝固介质中凝固形成纤维。干法纺丝中,凝固介质为气相介质,经喷丝形成的细流因溶剂受热蒸发,而使高聚物凝结成纤维。溶液纺丝速度低,一般每分钟几十米。溶液纺丝适用于不耐热、不易熔化但能溶于专门配制的溶剂中的高聚物,如腈纶、维纶。熔融纺丝和溶液纺丝得到的初生纤维,强度低,硬脆,结构性能不稳定,不能使用。只有通过一系列的后加工处理,才能使纤维符合纺织加工的要求。不同的合成纤维,其后加工方法不尽相同
『拾』 树脂工艺品怎么做
树脂工艺品制作流程
一、准备工作预备一杆称(5公斤的称),调料桶(或塑料盆),搅拌饭(或竹筷),小勺(塑料、铝、瓷勺均可);二、拌料根据模具的大小、所制产品的数量,先将不饱合树脂称量出来,(合)倒入调料桶,然后将固化剂按():(促进剂)的比例添加,先将固化剂加入不饱合树脂内,进行充分搅拌(),再加促进剂进行搅拌,充分混合后,加入稀释,(同样进行搅拌)然后根据所需颜色添加料,(颜料的用量可根据品种的不同进行加减,达到所需程度为止,一般用量为大的颜料即可)添加颜料时用将颜料用树脂化开,在内进行搅拌,均匀后倒入料桶再进行充分搅匀即可,底料搅拌后添加,添加时要随搅拌随添加,直到所需程度为止。(调好的混合料浆应是粘稠状以用勺舀起倒下后能缓慢流淌)三、倒模模具应摆方平整,(水平状态)模具内模面应清洗干净,这样就可以浇制了。浇制时用小勺舀料浆一勺一勺的缓缓倒入,不可倾倒,要从最高点倒进,使其自然流淌,这样就可以把气泡挤走,否则,成品后会有气孔。注意倒入模具时不能溢出模具外围,倒出外围后,应立即清理,铲除,否则成型后需再加工、打磨。料浆倒入模具后经1-2小时即可凝固,凝固后即可脱模树脂工艺品制作方法不饱和树脂工艺品的制作方法,其特征在于:它包括如下步骤:(1)根据树脂工艺品的造型用硅橡胶制成模具;(2)在不饱和树脂内加入适量填料并搅拌均匀;(3)在向模具内浇注之前,向不饱和树脂内加入固化剂和促进剂,搅拌均匀后向模具内浇注:(4)树脂固化后脱模,即可得到所需形状的工艺品。可在常温下浇注各种造型的仿真工艺品,其固形迅速、细节逼真,工艺简单。2
不饱和树脂工艺品模具制作技术 1、开模的方式有分片模、包装、脱模、刷模、灌注模等一系列方式。2、开模的程序主要有修理模种、排板、堆土、刷模、灌模、打石膏、反转。3、开模的材料主要有夕胶、矽油、硬油、硬化济、黄石膏、纱布、纤维二、整理模种方法及故障灌出模种,用第一代生磨底、修胚、修补、打砂、确定模种是否做配件,深外无法出模是否补油土、模种是否达到模板的效果。1、模种每再生一代缩小0.1毫米最好是用第一代生做模种。2、模种不除油会影响表面光滑和生产质量。3、模种有时需要做配件,配件的卡位要合适及接口的位置适当吻合。4、模种不可有拉模、烧模、可粒、气孔、变形等不良问题。5、模种与模板相差较大,可能因模种缩水引起。6、模种深处无法出模可否补油土。7、模种要求光滑部位要打砂、砂低类型根据模种要求而用。8、模种的效果不可与模板有所差别。9、模种容易错模的地方是否加模线保护层,模线保护层根据模种的要求不同而进行加贴。三、排板方法及故障根据模种的大小确定底板大小和90度角,再确定注浆槽的大小,另设下料口要合适,以浆能到达各部位为前题,模种之间的距离从模种的结构及方式和工艺生产要求为排板的参考。1、注浆槽和下料位置不合适影响白胚注浆生产。2、底板确定90度角,如果底板不正,影响堆土操作。3、另设下料口浆不能全布到达各部位应加排气点。4、模种之间的距离过大引起的胶浪费。5、在排板前先了解模种的大小结构和开模方式再进行排板。四、堆土方法及故障根据模种的类型和生产需求,先确定开模的方式和模线位置,顺着模线堆油土,油土切成长方形或正方形,再确定油土板块的大小方打钉的方式,最后进行修边,修边要净光滑用肥皂水清洗油土。1、模线的位置不对导至白胚生产线上注浆和白胚不便,也会给打砂带来不便。2、油土的板块就决定于石膏外套的大小。3、修边不干净引起模具多边现象。4、内模与外模打钉不合适会引起注浆露浆。5、包土油土的厚薄就等于模具内模厚薄。6、包土的内模有时也要开刀不开刀模种无法出模7、修边的好与坏和模具的模线是相互接连的五、刷模、灌模方法及故障根据模种的不同类型和生产的需求是否加矽油、贴纱布、加顶位。再确定硬化济的比例,打矽胶调料抽空后刷模,刷模的厚与薄相同,死牛角地方要刷到位,以象出现厚薄不同。根据模种的不同类型和生产需求,用围子把模种围起来,打夕胶调料抽空倒入围子中等待硬化,硬化后去掉围子再打石膏。1、硬化剂的用量根据天气温度而确定用量,硬化剂过大减少模具收缩性。2、刷模死牛角地方刷不到位引起模具、烧模、拉模、模具容易老化。3、刷模的厚薄不同引起模具容易破掉。4、根据外套与内模之间是否好拆模,决定是否加顶位。5、灌注模具围子的过大引起矽胶的浪费,围子大小决定模具大小(灌注模)6、刷模技术,材料等因素造成模具内部有气泡。7、抽空的夕胶时间不够会引起模具内有气泡、影响白胚品质。六、外套制作方法及故障一、石膏外套用木板围子把油土的板块围起来,确定石膏的浓度和重量倒入围子中等待定形,拆除围子、修整石膏外套,做出固定外套位置,在打石膏前应根据模种的不同和生产需求确定打石膏的方式。1、石膏外套过重,使白胚生产不便,石膏外套太薄容易断裂。2、石膏太浓,引起外套有气泡。3、打石膏的方式不对,使注浆生产操作不便。4、石膏外套无法合并,白胚注浆会出现露浆或错模。5、石膏外套的修整是否存在多边现象。
二、纤维外套纤维外套的好处是减轻模具的重量,给工作带来方便,根据模种的不同和生产需求,确定固定类型,再确定外套的厚度,波丽浆加石膏的比例及维纤的层数,调波丽浆刷在模具上,贴纤维,再次调波丽浆刷在模具上,厚度要相同,定形后修外套,纤维外套主要用于大型产品,她的缺点就是使用时间过长容易出现变形。1、纤维外套不牢固引起白胚注浆露浆。2、波丽浆加纤维的比例是否合适。3、纤维外套的卡位不吻合,引起白胚露浆,错模、甚至影响产品变形。4、纤维外套变形,白胚生产的产品也会变形。
三、来回反转模具的外套做完以后,其实只做了模具的一半,去除外板和油土,再次进行开模流程工序操作,完成整模具以后,拆除一半进行生产,根据质景的要求,确定反转的次数,每次成一套模具。1、反转次数过多引起模具多边和模线大及模具变形。2、开刀的位置错,导至白胚生产不便。
四、模具开刀模具的开刀方法主要用于灌注型模具,其它模具有时也会开刀,根据模具的大小结构及生产需求确定开刀的位置和程度,以模种可以拉出来为准。
五、模具成品后的修补模具成品以后由于技术和材料等因素,造成模具内有气泡和多边不良现象,先补上气泡,再用剪刀去掉多边,如果两个问题不解除,直接影响白胚注浆操作和品质