成型工藝在樹脂基復合材料的發展

錢芳

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，科學技術、人才素質都在一定程度上獲得提升，從而使材料工藝越來越完善。對樹脂基復合材料中的成型工藝的有效應用進行了研究和分析。

關鍵詞：成型工藝；樹脂基復合材料；智能化；耐熱性能

中圖分類號：TB332 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.049

隨著社會經濟的發展，在工業領域中，復合材料也得到了廣泛應用，無論是國家的科研技術，還是經濟實力，都是衡量國家發展的標志。由于先進的復合材料具有非常優良的抗疲勞及耐熱性能，同時，強度也非常高，已經廣泛地應用于我國的交通運輸、航空事業以及機械化工業等各大領域。

1 樹脂基復合材料的成型工藝

成型工藝的系統相對比較復雜，對于制品的尺寸、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，樹脂基復合材料在不斷發展，特別是成型的工藝，取得很大的進步，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方式中，比如平鋪在模具上，黏結在一起后固定成型，可以將補強的材料在不同的部位添加，從而使產品復雜外形設計的需要得到滿足。但這種工藝效率比較低，且工藝過程所用的時間也比較長，對于批量生產不太適合。該工藝加工時的粉塵比較大，對人的身體健康影響比較大，這些都需要完善和改進。對低壓接觸時，應先設計材料在陽模、陰臘及模上的形狀，在常溫下進行固化或加熱脫模后，再進行輔助加工，從而獲得制品。接觸低壓成型雖然投資比較少、工藝設備比較簡單，但生產效率比較低、勞動強度比較大，因此，應該改進工藝。從當前的情況看，玻璃纖維復合材料的連續生產和高產量的生產線已經基本形成，使工藝的高效化、自動化以及專業化水平提高，這對發展復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構的拉力下，使已經浸潤的纖維束模成型，在成型的模中固化，實現連續生產，從而形成復合型材。成型過程中需要外牽引的拉撥、成型的模擠壓，整個生產過程必須連續進行。該工藝的產品質量比較穩定，工藝的控制比較方便，生產效率比較高，且成本較低，制品彎曲和拉伸的強度都較高，且其產量和技術都得到了進一步發展和提高。

1.3 模壓成型

模壓成型就是在金屬對模內加入浸料，然后加熱加壓，固化成型，其生產效率比效高、成本比較低、產品的精度非常高，能將結構制品一次成型，廣泛應用于航空和汽車等相關領域。

1.4 纏繞成型

纏繞成型就是按照一定的規律，把連續的纖維纏繞到芯模上，通過脫模和固體而形成產品，產品的強度比較高、可靠性比較高、生產效率比效高，具有明顯的技術經濟效益，成本較低，廣泛應用于航空和汽車等相關領域，同時，也正向著集成化和自動化的方向發展。

1.5 鋪放成型

鋪放成型具有自動窄帶的鋪放和自動鋪絲束技術，加工制造的全自動化已經有效實現，并廣泛應用于特殊結構的構件和航空事業。科學技術在不斷發展，鋪放成型技術也在不斷進步，已經發展為全數字系統，自動鋪放的新技術也在各領域得到了廣泛應用，自動鋪絲技術也廣泛應用于商用的飛機和戰斗機等各方面，從而使航空制造技術變革得以推進。

2 樹脂基復合材料成型工藝的發展

隨著科學技術的發展，材料優化也在不斷深入，增大了技術的攻關力度。同時，也優化了復合材料的工藝參數，提高了復合材料成型工藝生產設備的自動化和智能化程度。

2.1 先進原材料

主要應用的先進原材料有芳綸纖維、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原材料。這些原材料具有耐高性、韌性好的特點，對于產品的綜合性能和質量的提升都非常有利。

2.2 預浸料制備

預浸料屬于半成品，對其進行工藝改造以后，能應用于很多的新技術中，對于復合材料的工藝發展具有很大的推動作用。主要有纖維混合法、熔融浸漬、粉末混合工藝等。預料制備已經趨于自動化和機械化，將預浸料標準進行編制，對于預浸料的工藝進步及革新都具有很大的促進作用。

2.3 固化過程優化

開發及應用過程中的控制技術、計算機技術、人工智能技術、介電和超聲技術的有效支持，使溫度和固化壓力的連續監測得以實現，對固化厚度和氣孔率進行調整，可提高產品質量的推動力。

2.4 模具發展

模具的結構形式樣式非常多，導致復合材料的構件制造多樣化得到了有效發展。從當前的情況看，復合材料取得的進步較大，產品膨脹與模具系數趨于一致 ，結構自重不斷減輕，材料的卸載越來越方便。這對構件尺寸、厚度的控制比較有利，從而產品的質量得以保證。

3 結束語

綜上所述，隨著科學技術的發展，成型工藝也在不斷創新發展，實現了復合材料的規模化和智能化，這具有至關重要的現實意義。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕

文章編號：2095-6835（2017）07-0050-02