成型工藝在樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展

錢芳

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)、人才素質(zhì)都在一定程度上獲得提升，從而使材料工藝越來越完善。對(duì)樹脂基復(fù)合材料中的成型工藝的有效應(yīng)用進(jìn)行了研究和分析。

關(guān)鍵詞：成型工藝；樹脂基復(fù)合材料；智能化；耐熱性能

中圖分類號(hào)：TB332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.049

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域中，復(fù)合材料也得到了廣泛應(yīng)用，無論是國家的科研技術(shù)，還是經(jīng)濟(jì)實(shí)力，都是衡量國家發(fā)展的標(biāo)志。由于先進(jìn)的復(fù)合材料具有非常優(yōu)良的抗疲勞及耐熱性能，同時(shí)，強(qiáng)度也非常高，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于我國的交通運(yùn)輸、航空事業(yè)以及機(jī)械化工業(yè)等各大領(lǐng)域。

1 樹脂基復(fù)合材料的成型工藝

成型工藝的系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜，對(duì)于制品的尺寸、形狀的要求必須要滿足。為了使制品的空隙率降低，材料綜合性能必須要得到有效保證。對(duì)于操作人員而言，人為因素造成的影響必須降至最小，從而提高材料的綜合效益。幾十年來，樹脂基復(fù)合材料在不斷發(fā)展，特別是成型的工藝，取得很大的進(jìn)步，品種也增加了很多。

1.1 接觸低壓成型

接觸低壓成型的工藝流程比較簡單，將樹脂和玻璃纖維的織物利用手工的作業(yè)方式中，比如平鋪在模具上，黏結(jié)在一起后固定成型，可以將補(bǔ)強(qiáng)的材料在不同的部位添加，從而使產(chǎn)品復(fù)雜外形設(shè)計(jì)的需要得到滿足。但這種工藝效率比較低，且工藝過程所用的時(shí)間也比較長，對(duì)于批量生產(chǎn)不太適合。該工藝加工時(shí)的粉塵比較大，對(duì)人的身體健康影響比較大，這些都需要完善和改進(jìn)。對(duì)低壓接觸時(shí)，應(yīng)先設(shè)計(jì)材料在陽模、陰臘及模上的形狀，在常溫下進(jìn)行固化或加熱脫模后，再進(jìn)行輔助加工，從而獲得制品。接觸低壓成型雖然投資比較少、工藝設(shè)備比較簡單，但生產(chǎn)效率比較低、勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，因此，應(yīng)該改進(jìn)工藝。從當(dāng)前的情況看，玻璃纖維復(fù)合材料的連續(xù)生產(chǎn)和高產(chǎn)量的生產(chǎn)線已經(jīng)基本形成，使工藝的高效化、自動(dòng)化以及專業(yè)化水平提高，這對(duì)發(fā)展復(fù)合材料有較大的意義。

1.2 拉擠成型

拉擠成型就是在牽引結(jié)構(gòu)的拉力下，使已經(jīng)浸潤的纖維束模成型，在成型的模中固化，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，從而形成復(fù)合型材。成型過程中需要外牽引的拉撥、成型的模擠壓，整個(gè)生產(chǎn)過程必須連續(xù)進(jìn)行。該工藝的產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，工藝的控制比較方便，生產(chǎn)效率比較高，且成本較低，制品彎曲和拉伸的強(qiáng)度都較高，且其產(chǎn)量和技術(shù)都得到了進(jìn)一步發(fā)展和提高。

1.3 模壓成型

模壓成型就是在金屬對(duì)模內(nèi)加入浸料，然后加熱加壓，固化成型，其生產(chǎn)效率比效高、成本比較低、產(chǎn)品的精度非常高，能將結(jié)構(gòu)制品一次成型，廣泛應(yīng)用于航空和汽車等相關(guān)領(lǐng)域。

1.4 纏繞成型

纏繞成型就是按照一定的規(guī)律，把連續(xù)的纖維纏繞到芯模上，通過脫模和固體而形成產(chǎn)品，產(chǎn)品的強(qiáng)度比較高、可靠性比較高、生產(chǎn)效率比效高，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，成本較低，廣泛應(yīng)用于航空和汽車等相關(guān)領(lǐng)域，同時(shí)，也正向著集成化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。

1.5 鋪放成型

鋪放成型具有自動(dòng)窄帶的鋪放和自動(dòng)鋪絲束技術(shù)，加工制造的全自動(dòng)化已經(jīng)有效實(shí)現(xiàn)，并廣泛應(yīng)用于特殊結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和航空事業(yè)?？茖W(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，鋪放成型技術(shù)也在不斷進(jìn)步，已經(jīng)發(fā)展為全數(shù)字系統(tǒng)，自動(dòng)鋪放的新技術(shù)也在各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，自動(dòng)鋪絲技術(shù)也廣泛應(yīng)用于商用的飛機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)等各方面，從而使航空制造技術(shù)變革得以推進(jìn)。

2 樹脂基復(fù)合材料成型工藝的發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料優(yōu)化也在不斷深入，增大了技術(shù)的攻關(guān)力度。同時(shí)，也優(yōu)化了復(fù)合材料的工藝參數(shù)，提高了復(fù)合材料成型工藝生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化和智能化程度。

2.1 先進(jìn)原材料

主要應(yīng)用的先進(jìn)原材料有芳綸纖維、碳纖維、氧化鋁纖維，還有比較新、高性能的金屬、樹脂以及陶瓷基體等相關(guān)原材料。這些原材料具有耐高性、韌性好的特點(diǎn)，對(duì)于產(chǎn)品的綜合性能和質(zhì)量的提升都非常有利。

2.2 預(yù)浸料制備

預(yù)浸料屬于半成品，對(duì)其進(jìn)行工藝改造以后，能應(yīng)用于很多的新技術(shù)中，對(duì)于復(fù)合材料的工藝發(fā)展具有很大的推動(dòng)作用。主要有纖維混合法、熔融浸漬、粉末混合工藝等。預(yù)料制備已經(jīng)趨于自動(dòng)化和機(jī)械化，將預(yù)浸料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制，對(duì)于預(yù)浸料的工藝進(jìn)步及革新都具有很大的促進(jìn)作用。

2.3 固化過程優(yōu)化

開發(fā)及應(yīng)用過程中的控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、介電和超聲技術(shù)的有效支持，使溫度和固化壓力的連續(xù)監(jiān)測(cè)得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)固化厚度和氣孔率進(jìn)行調(diào)整，可提高產(chǎn)品質(zhì)量的推動(dòng)力。

2.4 模具發(fā)展

模具的結(jié)構(gòu)形式樣式非常多，導(dǎo)致復(fù)合材料的構(gòu)件制造多樣化得到了有效發(fā)展。從當(dāng)前的情況看，復(fù)合材料取得的進(jìn)步較大，產(chǎn)品膨脹與模具系數(shù)趨于一致 ，結(jié)構(gòu)自重不斷減輕，材料的卸載越來越方便。這對(duì)構(gòu)件尺寸、厚度的控制比較有利，從而產(chǎn)品的質(zhì)量得以保證。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，成型工藝也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料的規(guī)?；椭悄芑@具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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〔編輯：張思楠〕

文章編號(hào)：2095-6835（2017）07-0050-02