先進複合材料真空袋/熱(rè)壓罐成型技術(shù)
真(zhēn)空袋/熱壓峨成塑(sù)技術是航空、航天領城應用最廣泛(fàn)的成型技術之一它能在寬廣範(fàn)圈內(nèi)適應各種材料對加工(gōng)工藝條件的要求。
1.模具清理和脫棋劑塗抹。
脫棋荊一定要塗抹均勻.用量要嚴格控製,過少影響脫模,過多汙染製品。
2.預浸料裁切與(yǔ)鋪疊。
裁切與鋪疊可采取人工操(cāo)作.可(kě)采取機器輔助裁切與(yǔ)人工(gōng)鋪疊相結合.也可采取全自動方式裁切與鋪疊。裁切按模板裁剪(jiǎn).要(yào)注意控製纖維方向偏差,一般不超(chāo)過士1度。鋪疊時要(yào)按(àn)照設計的鋪層(céng)順序和方向依次鋪疊,同(tóng)時要注意在接縫部位采取搭接形式.且各層接縫必須錯開.要注意將頂浸料展平壓實,盡量排除層(céng)間空(kōng)氣。
3真空袋組合係統製作和坯(pī)件裝袋.
直空袋組合係統製作需要采(cǎi)用各種輔助材料.其中包括:真空(kōng)袋材料(改(gǎi)性尼龍薄膜或聚酸胺薄膜).橡膠密封膠條.有孔或無孔隔離膜(聚四(sì)氟乙烯或(huò)改性氟塑料)。吸膠材料。透氣材料.脫模布和周邊膠條等。按圖10-1所示(shì)順序將坯件與各種輔助材料依次組合井裝袋.形成真(zhēn)空組合(hé)係統。在組合過程中.吸膠材料的用量要精確計算.真空袋(dài)不宜過小或過大,以舒展為宜。裝袋後應進行(háng)真空檢漏.確認(rèn)無誤(wù)後.便可閉合鎖鎖熱壓罐(guàn)門.升溫固化。
1.真空袋.2.透(tòu)氣材料.3.壓板04.有(yǒu)孔隔(gé)離層,5.預浸料疊層(céng),6.有孔脫模布,7.吸膠材(cái)料,8.隔
離薄麵.9.底模版(bǎn).10.周邊擋條.11.周邊密封帶112.熱壓(yā)罐金屬基板。13.密封膠條,14.真空管路
3.固化。
各種樹脂(zhī)體係的固化製度,應根(gēn)據各(gè)種不同樹脂體(tǐ)係的固化反(fǎn)應特性和物理特性分別給(gěi)予製定,要懊重考慮加壓時(shí)機和關閉真空係統的時機。固化完畢要控製降溫速率,以防止因降沮速度過快導致製(zhì)品內部產生殘餘應力。
4.出罐脫模。
罐內溫度降至接近室溫時(shí)方可出罐(guàn)脫模。
5.檢測(cè)與修整。
先進複合材料製品一般都要進行無損探傷檢側。
織物(wù)預浸料是熱壓罐成(chéng)型的半成品原材料,可采用溶液及(jí)演法和熱熔浸漬法製造。
1.溶液浸漬法。
通常采用輥筒卷繞方法生產。織物狀態、膠液濃度、卷繞速度和卷繞張力對預浸料的含膠量有重要影響.烘幹溫度和卷繞速度對預浸料的揮發份和預固(gù)化度有重要(yào)影響.該工藝浸漬滲透性好.但固化後產品致密性差.空隙率高,力學性能偏低,生產成本(běn)高,環境(jìng)汙(wū)染嚴重。
2.熱熔浸漬法.
熱熔浸漬也稱樹脂膜浸漬,其主要(yào)優點:纖維排紗平直(zhí)均勻,含膠最、帶寬、帶厚均能精確(què)控製。熱壓浸演。浸漬效果好,紗束之(zhī)間無間隙.有利於降低製品的空隙率:無溶劑揮發,勞動環境好等.熱熔浸漬是在(zài)專用熱熔浸漬機上進行。機器開動後,牽引(yǐn)輥牽引上下隔離紙與連續纖維同步移(yí)動.此時被加(jiā)熱到熔融狀(zhuàng)態(tài)的樹脂通過塗膜輥均勻塗覆到上下隔(gé)離紙相對應的單麵上,上下隔離紙(zhǐ)上的膠膜將纖維夾在中間.通過加壓輥(gǔn)將熔融(róng)樹脂壓浸到纖維中間,經過冷卻,最後將上下隔離紙和預(yù)浸帶分(fèn)別(bié)收卷待用.預(yù)浸料的含膠量可通過調節刮膠輥與塗膜(mó)輥之間的間隙和調節溫度、走紙(zhǐ)速度來(lái)控製.
1.熱壓罐(guàn)係統。
熱壓罐係統(tǒng)是根(gēn)據複合材料成型工藝條件設計的。通常由如下分係統組成:壓力容器;加(jiā)熱及氣體循環係統;氣體加壓係統;真空係統。控製係統;冷卻係統和裝卸係統組成。
2.成型模具,
熱(rè)壓罐成型模具要求模具(jù)材料在製品成型沮度和(hé)壓力下能保持適當性能,同時還要(yào)考慮到棋具成(chéng)本、壽命、梢度、強度、質最、機械加工性(xìng)、熱脹係數、尺寸德定性、表麵(miàn)處理及導熱係數等。模具的製造可選擇鋁、鋼、鎳(niè)合金(jīn)、電沉積鑲和碳/環氧複(fù)合材料等。
在熱壓罐成型工藝過程(chéng)中,將發生(shēng)以下主要物理(lǐ)、化(huà)學(xué)變化:①樹脂在纖維中流動,以促(cù)使樹脂(zhī)充(chōng)分(fèn)浸透纖(xiān)維;②纖維增(zēng)強網(wǎng)絡壓實(shí),以保證複合材料(liào)構件中纖維體積分數最大化;③合適的固化壓力,以抑製樹脂基體中孔隙的形成;④合適的固化溫度周期。以確保樹脂充(chōng)分固化。所有這些物理化學過程,均可以通過建立樹脂流動模型、纖維形(xíng)變模型、纖維慶實模型、孔隙形成模型、熱傳(chuán)遞模(mó)型等進行工藝
模擬,並把這些模型(xíng)統一集成到固化工藝優化的軟件係統中。
熱壓罐成型技術(shù)可用來製作軍機的主承力構件,如機身、抓盒、方向舵、升降舵、垂尾、平尾等。在衛星和運載火箭上(shàng)也(yě)有廣泛用途。