預(yù)浸料適用哪些復(fù)合材料成型工藝？

預(yù)浸料可用不同成型方法，根據(jù)不同應(yīng)用選擇較合適的成型方法。預(yù)浸料成型工藝主要有真空袋工藝、熱壓罐工藝、模壓工藝、搓管工藝、拉擠成型工藝、輥壓成型工藝、纏繞成型工藝、壓力袋工藝等。

其中：真空袋工藝主要用在船舶工業(yè)鐵道系統(tǒng)內(nèi)裝飾，熱壓罐工藝主要用在高質(zhì)量復(fù)合材料，模壓工藝主要用在平板、體育用品、雪撬、工業(yè)品，搓管工藝主要用在釣魚桿、滑雪桿、高爾夫球桿、管件，壓力袋工藝主要用在桅桿、天線桿、各種管件。
一、真空袋工藝
定義: 真空袋成型工藝，就是將產(chǎn)品密封在模具和真空袋之間，通過抽真空對產(chǎn)品加壓，使產(chǎn)品更加密實、力學(xué)性能更好的成型工藝。

優(yōu)點：

1、纖維含量高，產(chǎn)品的力學(xué)性能更好；

2、均勻加壓，產(chǎn)品的性能均勻；

3、有效控制產(chǎn)品厚度和含膠量；

4、減少產(chǎn)品中的氣泡；

5、可以成型復(fù)雜、大型制件；

6、減少揮發(fā)份對人員的損傷。

過程：真空袋成型的工作原理示意圖

真空袋濕法工藝過程：

1、模具準備，涂脫模劑

2、產(chǎn)品積層（手糊、噴射、預(yù)浸料）

3、鋪脫模布

4、鋪隔離膜或帶孔隔離膜（可以不鋪）

5、鋪透氣氈

6、粘貼密封膠條（可以提前）

7、封真空袋膜

8、安裝真空閥、快速接頭和真空管

9、接氣源，檢驗真空度

10、抽真空，產(chǎn)品固化

11、產(chǎn)品脫模

二、熱壓罐成型技術(shù)
特點：罐內(nèi)壓力均勻，快速，罐內(nèi)空氣溫度均勻，高精度，高質(zhì)量，適應(yīng)范圍廣泛，適合批量，成型工藝可靠；缺點：成本高，初投資大。

（熱壓罐成型復(fù)合材料制品的優(yōu)點）

特點：罐內(nèi)壓力均勻，快速，罐內(nèi)空氣溫度均勻，高精度，高質(zhì)量，適應(yīng)范圍廣泛，適合批量，成型工藝可靠；

必制品表面與內(nèi)部質(zhì)量最佳浸漬最佳；大尺寸型面復(fù)雜的復(fù)合材料構(gòu)件受限于熱壓罐型腔尺寸成型最佳；必預(yù)浸料鋪層,制品質(zhì)量易控固化最佳,工藝可控性好。

“熱壓罐成型是一種廣泛用于成型先進復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的工藝方法，當前要求高承載的絕大多數(shù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)依然采用熱壓罐成型”。
三、輥壓成型

輥壓成型主要借鑒于金屬成型方法。設(shè)備由一系列(一組或多組)熱壓輥和冷壓輥組成 ,鋪好的預(yù)浸料受熱后首先通過一組熱輥使預(yù)浸料變形 ,然后通過一組間距逐漸減小的冷輥成型。

優(yōu)點：

(1)坯體致密，強度高，不易變形。

(2)水分低，制品光潔平整，產(chǎn)品規(guī)格一致。

(3)生產(chǎn)率高，勞動強度較低。

(4)適應(yīng)于陰、陽模成型，單機聯(lián)線。

(5)操作技術(shù)不要很高，便于組成自動化生產(chǎn)線。

按成形工藝分為陽模成型和陰模成型。

（1）陽模成形：用凸模，坯體的使用面對著模型，滾頭決定坯體的外表面。它適用于扁平狀的盤類制品(淺制品)。
優(yōu)點：帶模干燥時不易變形(有支撐)，使用面能隨模型而刻印出花紋及曲邊，在生產(chǎn)線中取坯和回模較為簡單。缺點：取坯時易使坯體變形、開裂。
（2）陰模成形：用凹模，坯體的非使用面對著模型，滾頭決定坯體的內(nèi)表面。它適用于碗、杯、碟類和尺寸不大的盤類制品(深制品)。
優(yōu)點：取坯時不接觸坯體，變形小。主軸轉(zhuǎn)速可高些，不易飛泥。缺點：在生產(chǎn)線中回模較為復(fù)雜(翻轉(zhuǎn)180°)。 

四、纏繞成型

纏繞成型是通過纏繞機控制張力和纏繞角，將預(yù)浸料一定方式纏繞到芯模上經(jīng)固化成型復(fù)合材料制件的工藝方法。纏繞成型工藝只適用于轉(zhuǎn)體管狀制品。
纏繞成型用的增強材料主要是各種纖維紗：如無堿玻璃纖維紗、中堿玻璃纖維紗、碳纖維紗、高強玻璃纖維紗、芳綸纖維紗及表面氈等。對于一般民用制品如管、罐等，多采用不飽和聚酯樹脂。對力學(xué)性能的壓縮強度和層間剪切強度要求高的纏繞制品，則可選用環(huán)氧樹脂。成型中空制品的內(nèi)模稱芯模，一般情況下，纏繞制品固化后，芯模要從制品內(nèi)脫出。纏繞機是實現(xiàn)纏繞成型工藝的主要設(shè)備，對纏繞機的要求是：

能夠?qū)崿F(xiàn)制品設(shè)計的纏繞規(guī)律和排紗準確；操作簡便；生產(chǎn)效率高；設(shè)備成本低。
纏繞成型可分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞。干法纏繞是采用經(jīng)過預(yù)浸膠處理的預(yù)浸紗或帶，在纏繞機上經(jīng)加熱軟化至粘流態(tài)后纏繞到芯模上。濕法纏繞是將纖維集束（紗式帶）浸膠后，在張力控制下直接纏繞到芯模上。半干法纏繞是纖維浸膠后，到纏繞至芯模的途中，增加一套烘干設(shè)備，將浸膠紗中的溶劑除去，與干法相比，省卻了預(yù)膠工序和設(shè)備；與濕法相比，可使制品中的氣泡含量降低。三種纏繞方法中，以濕法纏繞應(yīng)用最為普遍；干法纏繞僅用于高性能、高精度的尖端技術(shù)領(lǐng)域。

纖維纏繞成型的優(yōu)點：

①能夠按產(chǎn)品的受力狀況設(shè)計纏繞規(guī)律，使能充分發(fā)揮纖維的強度；

②比強度高：一般來講，纖維纏繞壓力容器與同體積、同壓力的鋼質(zhì)容器相比，重量可減輕40～60%；

③可靠性高：纖維纏繞制品易實現(xiàn)機械化和自動化生產(chǎn)，工藝條件確定后，纏繞出來的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、精確；

④生產(chǎn)效率高：采用機械化或自動化生產(chǎn)，需要操作工人少，纏繞速度快（240m/min），所以勞動生產(chǎn)效率高；

⑤成本低：在同一產(chǎn)品上，可合理配選若干種材料（包括樹脂、纖維和內(nèi)襯），使其再復(fù)合，達到最佳的技術(shù)經(jīng)濟效果。
纏繞成型的缺點：

①纏繞成型適應(yīng)性小，不能纏繞任意結(jié)構(gòu)形式的制品，特別是表面有凹的制品，因為纏繞時，纖維不能緊貼芯模表面而架空；

②纏繞成型需要有纏繞機，芯模，固化加熱爐，脫模機及熟練的技術(shù)工人，需要的投資大，技術(shù)要求高，因此，只有大批量生產(chǎn)時才能降低成本，才能獲得較大的技術(shù)經(jīng)濟效益。
纏繞成型工藝纖維含量可達60%-80%，制品厚度2--25mm，制品最大直徑達4m，長度12m，固化溫度80-130℃，成型周期由產(chǎn)品大小決定，成型壓力由纏繞機張力決定，模具為金屬或石膏芯模，連續(xù)生產(chǎn)性質(zhì)。

五、模壓成型

模壓成型優(yōu)點生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)專業(yè)化和自動化生產(chǎn)；產(chǎn)品尺寸精度高，重復(fù)性好；表面光潔，無需二次修飾；能一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品；批量生產(chǎn)，價格低廉。但模壓成型工藝模具制造復(fù)雜，模具質(zhì)量要求高，成型壓力大，設(shè)備投資大，加上受壓機限制，最適合于批量生產(chǎn)中小型復(fù)合材料制品，隨著金屬加工技術(shù)、壓機制造水平及合成樹脂工藝性能的不斷改進和發(fā)展，壓機噸位和臺面尺寸不斷增大，模壓料的成型溫度和壓力也相對降低，使得模壓成工藝制品的尺寸逐步向大型化發(fā)展，目前已能生產(chǎn)大型汽車部件、浴盆、整體衛(wèi)生間部件等。

模壓成型制品纖維含量在25%-60%之間，制品厚度1-10mm，固化溫度冷壓為40-50℃，熱壓100-170℃，成型周期短，5-60min，成型壓力為10-40MPa，模具一般為鋼質(zhì)對模，冷?？捎貌Ａт撝谱?，制品尺寸受模具尺寸和壓機噸位限制，制作需要液壓機、加熱模具、冷模等設(shè)備，適合100-20000T的中批量生產(chǎn)。
六、拉擠成型工藝

拉擠成型工藝是將預(yù)浸料，在牽引力的作用下，通過擠壓模具成型、固化，連續(xù)不斷地生產(chǎn)長度不限的玻璃鋼型材。這種工藝最適于生產(chǎn)各種斷面形狀的玻璃鋼型材，如棒、管、實體型材（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材（門窗型材、葉片等）等。
拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預(yù)成型、固化定型、牽引、切斷等工序組成。其優(yōu)點是：

①生產(chǎn)過程完全實現(xiàn)自動化控制，生產(chǎn)效率高；

②拉擠成型制品中纖維含量可高達80%，浸膠在張力下進行，能充分發(fā)揮增強材料的作用，產(chǎn)品強度高；

③制品縱、橫向強度可任意調(diào)整，可以滿足不同力學(xué)性能制品的使用要求；

④生產(chǎn)過程中無邊角廢料，產(chǎn)品不需后加工，故較其它工藝省工，省原料，省能耗；

⑤制品質(zhì)量穩(wěn)定，重復(fù)性好，長度可任意切斷。拉擠成型工藝的缺點是設(shè)備投資大，且產(chǎn)品形狀單調(diào)，只能生產(chǎn)線形型材，而且橫向強度不高。
拉擠成型工藝原材料中，樹脂基體應(yīng)用最廣泛的是不飽和聚酯樹脂，增強材料主要是玻璃纖維及其制品，如無捻粗紗、連續(xù)纖維氈等。模具是拉擠成型的重要工具，一般由預(yù)成型模和成型模兩部分組成。
①預(yù)成型模具：在拉擠成型過程中，預(yù)浸料在進入成型模具前，必須經(jīng)過由一組導(dǎo)紗元件組成的預(yù)成型模具，預(yù)成型模的作用是將浸膠后的增強材料，按照型材斷面配置形式，逐步形成近似成型模控形狀和尺寸的預(yù)成型體，然后進入成型模，這樣可以保證制品斷面含紗量均勻。
②成型模具：成型模具橫截面面積與產(chǎn)品橫截面面積之比一般應(yīng)大于或等于10，以保證模具有足夠的強度和剛度，加熱后熱量分布均勻和穩(wěn)定。拉擠模具長度是根據(jù)成型過程中牽引速度和樹脂凝膠固化速度決定，以保證制品拉出時達到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻，模腔表面要求光潔、耐磨，以減少拉擠成型時的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。

拉擠成型工藝纖維含量可達60%-75%，型材厚度可達12mm，棒材直徑40mm，固化溫度100-160℃，可連續(xù)生產(chǎn)，最大牽引力40噸，模具為拉擠機組模具，制品斷面尺寸取決于機組模具，長度不限。

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