先進複合材料真空袋/熱(rè)壓罐成型技術
真空袋/熱壓峨成塑技術(shù)是航空、航天領城應(yīng)用最廣泛的成型技術之一它能在寬廣範圈內適應(yīng)各種材料對加工工藝條件的要求。
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(qiē)與鋪疊。
裁切與鋪疊可采取人(rén)工操作.可采取機器輔助裁切與人工鋪疊相結合.也可(kě)采取全自動方(fāng)式裁切與鋪疊。裁切按模板裁剪.要注意控製纖維方向偏差,一般不超過士1度。鋪疊時要按照設計的鋪層(céng)順序和方(fāng)向依次鋪疊(dié),同時要注(zhù)意在接縫(féng)部位采取搭接形式.且各(gè)層接縫必須錯開.要注意將頂浸(jìn)料展(zhǎn)平壓實,盡量排除層間空氣。
3真空袋組合係統製作和坯件裝袋.
直空袋組合(hé)係統(tǒng)製(zhì)作需要采用各種(zhǒng)輔助材料.其中包括:真空袋材料(改性(xìng)尼龍薄膜或(huò)聚酸胺薄(báo)膜).橡(xiàng)膠密封膠(jiāo)條.有孔或無孔隔離膜(聚(jù)四(sì)氟乙烯或(huò)改性氟(fú)塑料)。吸膠(jiāo)材料。透氣材料.脫模布和周邊膠(jiāo)條等。按(àn)圖10-1所示順序(xù)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(jīng)確計算.真空袋不宜過小或過大,以舒(shū)展為宜。裝袋後應進行真空檢(jiǎn)漏(lòu).確認無誤後(hòu).便(biàn)可閉合鎖(suǒ)鎖熱壓(yā)罐門.升溫固化。
1.真空袋.2.透氣材料.3.壓板04.有孔隔(gé)離層,5.預浸料疊層,6.有孔(kǒng)脫(tuō)模布,7.吸膠材料,8.隔
離薄(báo)麵.9.底模版(bǎn).10.周邊擋條.11.周邊(biān)密封帶112.熱(rè)壓罐金屬基板。13.密封膠條,14.真空管路
3.固化。
各種樹脂體係的固化製度,應根據各種不同(tóng)樹脂體係的固化反應特性和物理特(tè)性(xìng)分別給予製定,要懊重考慮(lǜ)加壓時機(jī)和關閉真空係統的時機。固化完(wán)畢要控製降溫速率(lǜ),以防止因降沮速度過快導致(zhì)製品(pǐn)內部產生(shēng)殘(cán)餘應力。
4.出(chū)罐脫模。
罐內溫度降至接近室溫時方可出罐脫模。
5.檢測與修整。
先進(jìn)複合材料製品(pǐn)一般都要(yào)進行無損探傷檢側。
織物預浸料是熱壓罐成型的半成品原材料,可采(cǎi)用溶液及演法和熱熔(róng)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(rào)張力對預浸料的含膠量有重要影響(xiǎng).烘幹溫度和卷繞速度對預浸料的揮發份和預固化度有重要影響.該工藝(yì)浸(jìn)漬(zì)滲透性好.但固化後產品致密性差.空隙率高,力學性(xìng)能偏低,生產成(chéng)本高,環境汙染(rǎn)嚴重。
2.熱熔浸漬法.
熱熔浸漬也稱樹脂膜浸漬,其主要優點:纖維排紗平直均勻,含膠最、帶寬(kuān)、帶厚均能精確控製。熱壓浸演。浸(jìn)漬效果(guǒ)好,紗束之(zhī)間無間隙.有利於降低製品的空(kōng)隙率:無溶劑揮發,勞動環境好等.熱熔浸漬是在專用熱熔浸漬機上進行。機(jī)器開動後,牽引輥牽引上(shàng)下隔離紙與連(lián)續纖維同步移動.此時被加熱到熔融狀態的樹脂(zhī)通過塗(tú)膜輥均勻塗覆到上下隔離紙相對應的單麵上,上下隔離紙上的膠(jiāo)膜將纖維夾在中間.通過加壓輥將熔融樹脂壓(yā)浸到(dào)纖維中(zhōng)間,經過冷卻,最(zuì)後將上下隔離紙和(hé)預浸帶分別收卷待用.預(yù)浸料的含膠量可通過調節刮膠輥與塗膜輥(gǔn)之間(jiān)的間隙和調節溫度、走紙速度(dù)來控製.
1.熱壓罐係統。
熱(rè)壓罐係統是根據複合(hé)材料成型工藝(yì)條件設計的。通常由如下分係統組成:壓力容器;加熱及氣體循環係統;氣(qì)體加壓係統;真空係統。控製係統;冷卻係統(tǒng)和裝卸係統組成。
2.成型模(mó)具,
熱壓罐成型(xíng)模具(jù)要求模具材料在製品成型沮度和壓(yā)力下能保持適當性能,同時還要考(kǎo)慮到棋具成本、壽命、梢度、強度(dù)、質最、機械加工性、熱脹係數、尺寸德定性、表麵處理及導熱係數等。模具的製造(zào)可選擇鋁、鋼、鎳合金、電沉積鑲和碳/環氧複合材料等(děng)。
在熱壓罐成型工藝過程中,將發(fā)生以下主要物理、化學變化:①樹脂在纖維中流動,以促使樹脂充分(fèn)浸透纖維;②纖維增(zēng)強網絡壓實,以保證複合材料構件中纖維體積分數最大化;③合適的固化壓力,以抑(yì)製樹脂基體中孔隙的形成;④合適的固化(huà)溫度周期。以確(què)保樹脂充分固(gù)化。所(suǒ)有這些(xiē)物(wù)理化學過程,均可以通過建立樹脂流動模型、纖維形變(biàn)模型、纖維慶實模型、孔(kǒng)隙形成模型、熱傳遞模型等進行工藝
模擬,並把(bǎ)這些模型統一(yī)集成(chéng)到(dào)固化工藝優化的軟件係統中。
熱壓罐成型(xíng)技術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(chuí)尾、平尾等。在衛星和運載火箭(jiàn)上也(yě)有廣泛用途。