当前课程知识点:复合材料设计与成型 > 2 手糊成型工艺 > 2.1 手糊基本原理 > 2.1.1 视频单元
同学们好
接下来,我们学习第二章
《手糊成型工艺》
主要内容包括以下几个方面
首先来看概述
手糊工艺
是最基础、最简单的复合材料成型工艺
应用范围广、用量大
是一种永不衰落的工艺方法
时至今日
手糊制品的用量仍然高达20%以上
制品涉及国防和国民经济的各个领域
手糊的基本原理
顾名思义
就是采用手工方法
将纤维增强材料和树脂胶液
在成型模具上
铺敷浸渍,室温(或加热)、接触压(或加压)固化定型
最后脱模得到复合材料制品的工艺方法
技术内涵,可以总结为
手工浸渍、手工铺敷、固化定型
手工浸渍的方式,通常有
刷子浸胶、压辊滚胶、滚轮压胶等
手糊时
按复合材料构件表面层、结构层和加强层的顺序
由表及里,顺序铺放,完成手工浸渍
复合材料制品的典型结构,如图所示
通常可分为
表面层、结构层和补强层
而表面层和结构层之间通常有过渡层
手糊工艺步骤
第一步,成型准备
包括模具、基体和增强材料的准备
第二步,手工糊制
包括表面层、结构层和加强层的糊制
然后,固化定型、脱模和后处理
总共五大步骤
逐步分析
第一步
成型准备
首先是模具准备
模具的主要功能是赋型
所以模具的强度、刚度和精度等等
都会影响制品的形状和尺寸
因此模具设计和制备时,必须考虑这些因素
制备好的模具要先检验
然后表面处理
为保证制品能够顺利脱模
模具表面要喷涂脱模剂或打脱模蜡
需要注意的是
如果模具首次使用
脱模剂或脱模蜡需要喷涂至少3到5遍
每遍涂覆后
晾干
抛光
再喷涂
再抛光
树脂胶液的准备
最重要的是考察树脂的工艺性
主要有两个指标
粘度和凝胶时间
粘度,直接影响工艺性
手糊树脂的粘度0.2到0.5Pa·s比较合适
可以通过旋转粘度计或流变仪直接测量得到
凝胶时间
必须大于工艺操作时间
否则,制备失败
测量方法最简单的是
粘度挑丝法
增强材料的准备
一方面是裁剪
按制品形状裁剪增强材料
如图
玻璃纤维布沿径向45°剪裁得到
圆环形制品
裁成扇形
则得到
圆锥形制品
另一方面是烘干
烘干的目的是防止水蒸气挥发形成制品孔隙
特别是在我国潮湿的南方地区,烘干非常重要
准备完成后,进行第二步
手工糊制
按由表及里的顺序
先糊表面层
表面层通常由胶衣、表面毡和短切毡层构成
胶衣层为基础表面
表面毡层
作用是增强表面的强度和硬度
而短切毡层
则是表面层与结构层之间的过渡
糊完表面层
再糊结构层
结构层的增强材料主要是连续纤维及其织物
结构和铺层可按本课程第二部分《复合材料结构设计原理》进行优化设计
然后分层糊制
如果制品厚度大
还可以分次糊制
还可以增加填料层
基本操作是
涂胶
铺布
刷子浸胶
压辊压胶
滚轮滚胶
填料刮糊等等
补强层的作用
通常是在开孔部位
受力部位
和预埋件部位进行增强
糊制完成后
进行第三步
固化定型
固化过程中,树脂分子由线型转化为
三维网络体型结构
固化的方式
通常有常温固化或加热固化
常压固化或加压固化
直至固化度达到要求
比如固化度95%以上,或巴氏硬度30以上
第四步
脱模
常见的脱模方式有
拉脱
顶脱
气脱和水脱等等
第五步
后处理
包括修整、装配和表面修饰
最后
产品检验
检几何尺寸、重量、外观和缺陷
检验的难点是
层间缺陷的检验
例如层间分层、孔隙、裂纹、气泡等等
目前常用检测方法有两种
一种是
破坏型的有损探伤
另一种则是
非破坏型的无损探伤
比如
超声波探伤
这就是手糊的工艺步骤
需要特别说明的是
本课程讲授的所有树脂基复合材料成型工艺的工艺步骤中
成型准备
固化定型
脱模、后处理和产品检验等几大步骤与手糊工艺基本相同
因此
后续的章节中
如果涉及到这几大步骤,我们就不再详细讲述
手糊的工艺设备
就是一把刷子,一个压辊,一个滚轮,再加上称量仪器和辅助容器
手糊工艺的技术特点
优点是
不受产品尺寸和形状限制
适宜尺寸大
批量小
形状复杂产品的生产
设备简单
投资少
设备折旧费低
工艺简单
容易满足产品设计要求
制品树脂含量较高
耐腐蚀性好
而缺点
是 手工操作
生产效率低
劳动强度大
劳动环境差
产品质量不易控制
性能稳定性不高
产品力学性能较低
-1.1 课程简介及复合材料定义
--1.1.2 作业
--1.1.3讨论
-1.2 复合材料的命名与分类
--1.2.2 作业
-1.3 复合材料的特点
--1.3.2 作业
-1.4 复合材料的应用
--1.4.2 作业
--1 引言 课件
-2.1 颗粒增强原理
--2.1.2 作业
-2.2 短纤维增强原理
--2.2.2 作业
-2.3 界面效应
--2.3.2 作业
-2.4 复合材料界面
--2.4.2 作业
-2.5 复合材料界面表征与分析
--2.5.2 作业
-3.1 增强材料概述
--3.1.2 作业
-3.2 玻璃纤维概述、生产工艺、成分与结构
--3.2.2 作业
-3.3 玻璃纤维的性能、制品与规格
--3.3.2 作业
-3.4 碳纤维概述
--3.4.2 作业
-3.5 碳纤维的制备工艺
--3.5.2 作业
-3.6 碳纤维的结构、性能、制品与规格
--3.6.2 作业
-3.7 芳纶纤维
--3.7.2 作业
-4.1 聚合物概述
--4.1.2 作业
-4.2 聚酯概述、化学结构、合成与交联
--4.2.2 作业
-4.3 聚酯的性能与应用
--4.3.2 作业
-4.4 环氧树脂概述、化学结构、合成与表征
--4.4.2 作业
-4.5 环氧树脂的交联、性能与应用
--4.5.2 作业
-4.6 酚醛树脂及其他热固性树脂
--4.6.2 作业
-4.7 热塑性树脂及聚合物基复合材料的应用
--4.7.2 作业
-5.1 陶瓷及陶瓷基复合材料概述
--5.1.2 作业
-5.2 陶瓷基复合材料成型工艺
--5.2.2 作业
-5.3 陶瓷基复合材料的界面及强韧化
--5.3.2 作业
-5.4 碳碳复合材料及陶瓷基复合材料的应用
--5.4.2 作业
-6.1 金属基体
--6.1.2 作业
-6.2 金属基复合材料成型工艺
--6.2.2 作业
-6.3 金属基复合材料的界面
--6.3.2 作业
-6.4 金属基复合材料的性能与应用
--6.4.2 作业
-1.2 作业
-2.1 应力与应变
--2.1.2 作业
-2.2 广义胡克定律
--2.2.2 作业
-2.3 工程常数、平面应力状态、应力应变转换
--2.3.2 作业
-3.1 单向板的正轴刚度、刚度柔度变换
--3.1.2 作业
-3.2 倍角变换、偏轴工程常数
--3.2.2 作业
-4.1 层合板的代号、面内刚度
--4.1.2 作业
-4.2 典型层合板的面内刚度
--4.2.2 作业
-4.3 层合板的弯曲刚度
--4.3.2 作业
-4.4 单向层合板、对称层合板及夹芯结构的弯曲刚度
--4.4.2 作业
-5.1 最大应力与最大应变准则
--5.1.2 作业
-5.2 蔡-希尔、蔡-吴强度准则
--5.2.2 作业
-5.3 层合板的强度分析
--5.3.2 作业
-5.4 层合板的极限强度
--5.4.2 作业
-6.1 细观力学引言、平均性质
--6.1.2 作业
-6.2 单向板的工程常数
--6.2.2 作业
-6.3 单向板的强度
--6.3.2 作业
-6.4 热膨胀与湿溶胀系数
--6.4.2 作业
-6.5 层合板的残余应力
--6.5.2 作业
-7.1 复合材料结构控制方程
--7.1.2 作业
-7.2 简单构型复合材料一维受力构件的力学分析
--7.2.2 作业
-8.1 复合材料层合梁
--8.1.2 作业
-8.2 复合材料板梁
--8.2.2 作业
-8.3 复合材料薄壁梁
--8.3.2 作业
-1.1 绪论
--1.1.2 作业
--1.1.3 讨论
-2.1 手糊基本原理
--2.1.2 作业
-2.2 树脂对纤维的润湿(上)
--2.2.2 作业
-2.3 树脂对纤维的润湿(下)
--2.3.2 作业
-2.4 手糊技术进展和典型应用
--2.4.2 作业
-3.1 RTM基本原理
--3.1.2 作业
-3.2 树脂渗流规律
--3.2.2 作业
-3.3 树脂流动模拟分析
--3.3.2 作业
-3.4 RTM技术发展和典型应用
--3.4.2 作业
-4.1 RFI基本原理
--4.1.2 作业
-4.2 RFI树脂膜体系
--4.2.2 作业
-4.3 树脂固化制度的确定和RFI典型应用
--4.3.2 作业
-5.1 VIMP基本原理
--5.1.2 作业
-5.2 树脂的粘度特性
--5.2.2 作业
-5.3 纤维预成型体的渗透特性和VIMP典型应用
--5.3.2 作业
-6.1 拉挤基本原理
--6.1.2 作业
-6.2 拉挤内脱模剂
--6.2.2 作业
-6.3 拉挤技术发展和典型应用
--6.3.2 作业
-7.1 缠绕基本原理
--7.1.2 作业
-7.2 缠绕线型规律
--7.2.2 作业
-7.3 缠绕工艺参数、技术发展和典型应用
--7.3.2 作业
-8.1 模压基本原理和模压料工艺性
--8.1.2 作业
-8.2 SMC片状模塑料
--8.2.2 作业
-8.3 模压关键工艺参数和典型应用
--8.3.2 作业
-9.1 概述
--9.1.2 作业
-9.2 PIP基本原理
--9.2.2 作业
-9.3 PIP关键步骤
--9.3.2 作业
-9.4 致密化和典型应用
--9.4.2 作业
-课程考试