当前课程知识点:复合材料设计与成型 > 2 手糊成型工艺 > 2.4 手糊技术进展和典型应用 > 2.4.1 视频单元
同学们好
这一节
我们学习
《手糊技术发展》
手糊成型工艺
是最基础
最简单的复合材料制备技术
在其基础上
发展和衍生了一系列成型工艺
第一种发展的技术
喷射成型工艺
我们都知道
手糊成型工艺
手工铺覆
生产效率低
为了提高生产效率,把手工铺覆改成机械喷射铺覆
这就是喷射成型工艺
基本原理是
通过喷枪将短切纤维和雾化树脂
同时喷射到成型模具表面
再经过辊压、固化制备得到复合材料
基本工艺流程包括成型准备
喷射
辊压
固化
脱模
后处理等几大步骤
其中
固化、脱模和后处理三个步骤与手糊相同
不同的是
成型准备
短切纤维和雾化树脂需要连续不断地
通过喷枪喷射到成型模具上
再滚压均匀
所以
喷射成型工艺最关键的工艺设备是喷射机
喷射机对短切纤维
树脂和喷射有特殊要求
而这些要求由喷射机的输料泵
喷枪
和切纱器来控制
从而实现机械化的喷射铺覆
喷射成型的技术特点
操作方式是半机械化操作
与手糊相比
劳动强度低
生产效率可提高2~5倍
最大缺点是
雾化树脂到处飘散
施工现场污染大
同时
制品的树脂含量高
短切纤维增强
强度小
力学性能低
喷射和手糊一样
成型压力都是接触压
成型压力低
导致制品含胶量高、纤维体积分数低,力学性能差
如何提高成型压力和制品性能
一种简单实用的方法
就是真空袋压成型工艺
基本原理是
手糊成型毛坯
再加抽真空
袋压固化定型
成型压力由接触压提高到一个大气压
吸胶毡吸收多余的树脂
制品更加致密、纤维体积分数可达40%到50%
而且抽真空可以及时排除模腔中的气体
制品孔隙率低
基本工艺流程包括
成型准备
手糊毛坯
密封抽真空
真空袋压固化定型
脱模和后处理等几大步骤
其中
手糊毛坯的工艺流程和手糊工艺相同
真空袋压固化定型的关键是
密封抽真空
必须保证成型模腔的气密性
不然会影响制品的质量
真空袋压成型的技术特点
最突出的优点是
简单实用
特别适合于制备大尺寸薄壁结构和夹芯结构复合材料构件
例如蒙皮、船体、泡沫夹芯和蜂窝夹芯结构复合材料
真空袋压的成型压力是1个大气压
对于某些制品
成型压力还是有点低
想办法再提高成型压力
第三种发展技术
压力袋成型工艺
压力袋成型和真空袋压的区别
主要是
真空袋压是
模腔抽真空
压实手糊毛坯
而压力袋则是
外在的压力袋
充气压实手糊毛坯
基本原理
手糊毛坯,再加压力袋加压固化成型
基本工艺流程包括
成型准备
手糊毛坯
密封充气压
压力袋固化定型
脱模和后处理等几大步骤
其中
压力袋压固化定型的关键是
密封充气压
保证气密性的同时,气压不能太大
通常不要超过五个大气压
压力袋成型的技术特点
成型压力
两个到五个大气压
制品致密、性能好
同样适合于制备大尺寸薄壁结构和夹芯结构复合材料构件
如果还想再提高成型压力
就是热压罐成型工艺
基本原理是
利用热压罐提供的均匀温度和均布压力使真空袋压封装的预浸料坯体固化定型
得到高质量复合材料制品
热压罐的加压系统包括两大部分
一是真空袋压
二是热压罐加热加压
坯体通常是预浸料坯体
为实现高温高压成型
热压罐系统包括
罐体
加压/卸压系统
真空系统
加热/冷却系统和控制系统等几大部分
基本工艺流程包括
成型准备
铺叠预浸料
封装
抽真空
加热加压固化定型
脱模和后处理等步骤
热压罐成型的技术优点是
预浸料铺层
加压加热成型
制品质量稳定、性能高
纤维体积分数可达70~80%
适合于制备高性能航空航天复合材料构件
缺点是
构件尺寸受制于热压罐的罐体尺寸
热压罐属于高温高压设备
昂贵而且危险
运行维护的费用高
这一节
手糊技术发展
我们重点介绍了
喷射
真空袋压
压力袋和热压罐成型工艺
但手糊的技术发展远不止于此
感兴趣的同学可以进一步去探究和开发新的成型工艺
接下来,了解一下手糊的典型应用
典型的应用
比如
玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料餐桌椅
优点是
结实、耐用、防火
玻璃钢井盖,也就是玻璃纤维复合材料井盖
和金属井盖相比
优势是
轻质
耐腐蚀
而且自动防盗
解决了金属井盖老是被偷的世界性难题
这是手糊制备的张家界的游览车
手糊制备的玩具车
手糊制备的管道和车顶盖。
真空袋压成型的游艇和各类船体
手糊制备的大尺寸天线罩
手糊制备的大尺寸机舱罩
手糊制备的汽车用复合材料制品
真空袋压和压力袋制备的夹层结构复合材料
手糊制备的碳纤维复合材料构件
手糊制备组合机翼构件
手糊制备天线罩
真空袋压制备的整流罩
这就是手糊工艺的一些典型应用
这一章,我们一起学习了手糊成型工艺
手糊成型工艺
手工铺覆
简单方便
适用性强
是一种永不衰落的复合材料成型工艺方法
同时
我们还学习了手糊的发展技术
喷射成型
真空袋压
压力袋和热压罐等成型工艺
并且结合这些成型工艺
一起分析了复合材料制备的一个关键科学问题
树脂对纤维的润湿
我们学习了判断润湿的三大判据
接触角判据
Wenzel方程和Zisman准则
这就是本章的学习内容
-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

