一、熱塑性復(fù)合材料的特殊功能
小密度、高強(qiáng)度;設(shè)計(jì)性能的范圍廣;耐熱性能強(qiáng);抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng);導(dǎo)電性能好;無(wú)污染性能。
1、手糊成型工藝 優(yōu)點(diǎn):具有操作簡(jiǎn)單,易會(huì);生產(chǎn)成本低;能生產(chǎn)大型及復(fù)雜的制品;設(shè)計(jì)性能好且已改變;材料廣;結(jié)構(gòu)能制成夾層。缺點(diǎn):產(chǎn)品質(zhì)量與工作人員的技術(shù)有關(guān);周期較長(zhǎng);
2、模壓成型工藝 優(yōu)點(diǎn):效率高;成品美觀、尺寸準(zhǔn)確重復(fù)性好;價(jià)格低、易用機(jī)械化和自動(dòng)化;可一次成型。缺點(diǎn):程序復(fù)雜;成本高;只適合中小型制品。
3、噴射成型工藝 優(yōu)點(diǎn):成本低;半機(jī)械操作,比手糊成型效率高;制品整體效果好;損耗低。缺點(diǎn):制品強(qiáng)度差;污染大;固化不均勻;有氣泡。
4、纏繞成型工藝優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高而成本低,產(chǎn)品準(zhǔn)確度高且質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)是自動(dòng)化生產(chǎn)。缺點(diǎn):投資大且技術(shù)要求嚴(yán),適應(yīng)性低,表面有凹陷的制品不能纏繞。
5、熱壓罐成型工藝優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間短而質(zhì)量高。缺點(diǎn):花費(fèi)大、結(jié)構(gòu)不簡(jiǎn)單。
三、熱塑性復(fù)合材料的工藝方法
熱塑性復(fù)合材料廣泛應(yīng)用與車輛制造工業(yè)、機(jī)電工業(yè)、化工防腐及建筑工程等方面。
1、注射成型工藝 熱塑性復(fù)合材料的主要生產(chǎn)方法是注射成型。成型時(shí)間短、消耗能源少、效率高、產(chǎn)品的精度高是它突出的優(yōu)點(diǎn)。這種工藝美中不足的是對(duì)模具要求非常高。
2、擠出成型工藝 熱塑性復(fù)合材料制品生產(chǎn)中另一種應(yīng)用較廣的工藝是擠出成型工藝。生產(chǎn)過(guò)程不間斷、效率高、設(shè)備要求低、技術(shù)簡(jiǎn)單容易掌握是其特點(diǎn)。
3、纏繞成型工藝 熱塑性復(fù)合材料的纏繞成型工藝原理及設(shè)備與熱固性玻璃的沒有區(qū)別,不一樣的是熱塑性復(fù)合材料纏繞制品的增強(qiáng)材料是經(jīng)過(guò)浸膠的預(yù)浸紗。
4、拉擠成型工藝 生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料的拉擠工藝產(chǎn)品的增強(qiáng)材料有經(jīng)過(guò)浸膠的預(yù)浸紗或預(yù)浸帶和未浸膠的纖維或纖維帶。
5、焊接工藝了 熱塑性復(fù)合材料具有可焊性能夠生產(chǎn)材料板材。
6、片狀模塑料制品沖壓成型工藝 先將胚料預(yù)熱,再放模具加壓 成型。
四、熱固性復(fù)合材料工藝的成型方法
1、手糊成型工藝 手工或配以機(jī)械,將增強(qiáng)材料和熱固性樹脂鋪蓋在模具上,樹脂固化即成。工序:剪裁增強(qiáng)材料;準(zhǔn)備模具;擦脫模劑;噴涂膠衣;成型固化;脫模修邊;裝配制品。
2、模壓成型工藝 在金屬對(duì)膜中放置模壓料,配以適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫Γ瑝褐瞥尚椭破贰?/div>
3、噴射成型工藝 將玻璃纖維和樹脂的融合物用噴槍噴到模具上 而制成制品。
4、袋壓成型工藝 把手糊成型的制品裝入橡膠袋或聚乙烯或聚乙烯醇袋,施加壓力使未固化的制品表面而形成制品。這種工藝一般手糊或噴射鋪層,用橡膠袋或聚乙烯醇袋加壓,用加熱固化而制成成品。工 藝過(guò)程中施以填料其目的是為了:降低固化時(shí)的制品的收縮或熱膨脹防龜裂,改善制品的耐熱性、電性能及表面光滑耐磨性,降低成本。但填料應(yīng)具有分散性好、吸油量少的特點(diǎn),并且不能影響制品固化和穩(wěn)定。
五、熱塑性復(fù)合材料的連接技術(shù)方法
1、鉚接 其使用的鉚釘是用連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制成,用拉擠棒制造的是較好的材料。工作時(shí),鉚釘加熱到可以加壓塑變的適宜溫度,鉚釘與鉚孔徑相配無(wú)縫。用金屬螺栓也可以。鉚接的優(yōu)點(diǎn)是:抗沖擊 力強(qiáng)、抗電化學(xué)腐蝕,價(jià)格低。
2、焊接 熱塑性復(fù)合材料的焊接處理方法是將被連接材料的兩個(gè)焊接面加熱融化、加壓,成為一體。
3、焊接管件 有直接對(duì)接和補(bǔ)強(qiáng)對(duì)接兩種。其優(yōu)點(diǎn)是:操作過(guò)程簡(jiǎn)單、對(duì)接后強(qiáng)度高、不容易斷裂。缺點(diǎn)是:制作成本高、工藝操作要求嚴(yán)格。
4、纏繞焊接 手工或機(jī)械將預(yù)浸帶沿焊接縫進(jìn)行纏繞的同時(shí),將對(duì)接焊點(diǎn)加熱熔融,使接觸點(diǎn)與備連接件對(duì)接粘牢。此種方法比較實(shí)用,被連接材料的性能不發(fā)生改變。缺點(diǎn)是:焊接過(guò)程中易出現(xiàn)加熱不 均勻現(xiàn)象。
5、薄板超聲焊接 這種方法是被連接處用超聲波進(jìn)行加熱焊接,連接強(qiáng)度比較高,效果較好。
六、熱固性復(fù)合材料的技術(shù)前景
熱固性樹脂基復(fù)合材料在航天航空領(lǐng)域、能源工業(yè)方面、電子工業(yè)中、高壓管道和壓力容器中、體育用品方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前較先進(jìn)的復(fù)合材料是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,它的熱力學(xué)性能優(yōu)良、抗高溫與腐蝕的特點(diǎn)是其他纖維增強(qiáng)材料不能相比的。今后固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和噴管的主要材料仍將是碳纖維。
七、結(jié)語(yǔ)
先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料在軍用飛機(jī)上已應(yīng)用20余年。美國(guó)的F-22第四代殲擊戰(zhàn)斗機(jī)表面幾乎全是復(fù)合材料,如機(jī)翼、前機(jī)身、尾翼等,只占總重的1/4,前蘇聯(lián)的Tu-204飛機(jī)復(fù)合材料用量占總重的14% ??湛虯 380使用的復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)總重的25% .樹脂基復(fù)合材料性能優(yōu)異,極具發(fā)展?jié)摿?,受到?guó)內(nèi)外高度重視。各類熱固性樹脂很大程度上提高了復(fù)合材料的性能。先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料技術(shù)對(duì)航空航天等領(lǐng)域的發(fā)展 有重要的作用,我國(guó)應(yīng)跟蹤國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,解決碳纖維和芳綸纖維等問(wèn)題,進(jìn)而發(fā)展高性能的樹脂基體。
熱塑性復(fù)合材料工藝在發(fā)達(dá)國(guó)家已受到普遍重視,速度發(fā)展較快。熱塑性樹脂基拉擠成型工藝在國(guó)外已進(jìn)入實(shí)用時(shí)期,我國(guó)必須要完全掌握增強(qiáng)纖維的浸漬工藝水平,進(jìn)一步提高各種生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性。
熱固性復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)外的航空航天領(lǐng)域、能源工業(yè)方面、電子工業(yè)方面、體育用品方面、高壓管道和壓力容器中、建筑結(jié)構(gòu)工程都得到了廣泛應(yīng)用。
復(fù)合材料的發(fā)展必須由原來(lái)的性能最優(yōu)化成為性能與成本的平衡發(fā)展。我國(guó)的技術(shù)起步較晚但取得了較快的發(fā)展,在軍事和民用領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ箯?fù)合材料的低成本化是目前應(yīng)實(shí)際解決的首要問(wèn)題。
熱固性復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)外的航空航天領(lǐng)域、能源工業(yè)方面、電子工業(yè)方面、體育用品方面、高壓管道和壓力容器中、建筑結(jié)構(gòu)工程都得到了廣泛應(yīng)用。
復(fù)合材料的發(fā)展必須由原來(lái)的性能最優(yōu)化成為性能與成本的平衡發(fā)展。我國(guó)的技術(shù)起步較晚但取得了較快的發(fā)展,在軍事和民用領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ箯?fù)合材料的低成本化是目前應(yīng)實(shí)際解決的首要問(wèn)題。