復(fù)合材料基體固化成型工藝綜述

復(fù)合材料基體固化成型工藝綜述摘要：近些年來，隨著科技的不斷更新進步，傳統(tǒng)材料的施工技術(shù)越來越適應(yīng)不了人們的生活標(biāo)準(zhǔn)，而人們的生產(chǎn)生活又少不了材料的支持，因此，人們逐漸的開始投入到復(fù)合材料的技術(shù)更新方向上來。復(fù)合材料的工藝技術(shù)的前提就是復(fù)合材料成型工藝技術(shù)。這篇文章論述了復(fù)合材料的基本概念，分析了復(fù)合材料的工藝技術(shù)以及操作特點、理念和實際應(yīng)用，并對復(fù)合材料成型工藝的發(fā)展方向做了未來期望，以期為工藝方法的更新優(yōu)化提供必要的參考。關(guān)鍵詞：熱塑性；熱固性；復(fù)合材料；成型工藝刖言復(fù)合材料通常是由各種成分元素的材料組合形成，如此一來，能把多種材料各種功能特性進行調(diào)整組合，改善材料的使用性能。各類型材料既能確保自身的獨立性，又能彼此補充、揚長避短，一舉兩得。復(fù)合材料的成型技術(shù)目前已有幾十項，然而它比以往的材料有技術(shù)優(yōu)勢，然而也正因這些復(fù)雜的操作技術(shù)，導(dǎo)致復(fù)合材料的經(jīng)費支出過高，其生產(chǎn)存在一定的技術(shù)困難。因此我們要研究探討復(fù)合材料的成型工藝技術(shù)。一、 復(fù)合材料的概念及其特點1.1復(fù)合材料的概念I(lǐng)SO針對復(fù)合材料研究出了以下概念：復(fù)合材料通常是由以上兩種甚至超過兩種元素的材料物質(zhì)組成的，涉及到兩種不同的材料。一類是基體材料，另一類是增強體材料。并且基體材料一般屬于金屬材料或者非金屬材料，而增強體材料一般的是碳纖維、石棉纖維和玻璃纖維這三類。1.2復(fù)合材料的特點復(fù)合材料結(jié)合材料的各種組成元素不同而引起性能上的不同，然而其也存在一個共性，如：復(fù)合材料配比都要人工配合進行；復(fù)合材料能夠把不同的普通材料的各種性能進行優(yōu)化重組，能夠確保其具有不同的優(yōu)良性能；能夠結(jié)合實際需要研究成不同種類形狀的各色產(chǎn)品，也減少了多種重復(fù)的復(fù)雜工序；能夠針對性的對相關(guān)材料，由其實際需要對材料進行優(yōu)化設(shè)計和深加工等等。二、 復(fù)合材料的工藝方法復(fù)合材料一般有兩類：熱塑性復(fù)合材料和熱固性復(fù)合材料。2.1熱塑性復(fù)合材料的工藝方法2.1.1注射成型工藝注射成型工藝通常是熱塑性復(fù)合材料使用的最常見的生產(chǎn)技術(shù)，其主要特點是成型期短、產(chǎn)品精確性嚴(yán)格、能源的損耗少，然而這種工藝技術(shù)對模具設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，這點需要我們盡快解決。2.1.2擠出成型工藝常用的不僅有注射成型工藝，還有的就是擠出成型工藝了，這種工藝技術(shù)的操作效率也很高，然而其與注射成型工藝不區(qū)別在于，其對設(shè)備和技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不高，要注意的是其生產(chǎn)期間要連續(xù)，不能間斷。2.1.3拉擠成型工藝?yán)瓟D成型工藝中要重視的就是增強材料，通常是被浸過膠的預(yù)浸紗、預(yù)浸帶或者沒被浸過膠的纖維或者纖維帶。預(yù)浸紗或者纖維帶一般是利用拉力作用，借助成型模最終成型。在模中固化以后，會成型出各種長度類型的復(fù)合材料。2.1.4纏繞成型工藝?yán)p繞成型工藝的工作水平都較高，成本經(jīng)濟低廉。然而其要有大量的資金支持，對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，對加工的材料也有明確要求，比如表面有凹陷的制品要避免利用纏繞工藝。其增強材料大多是被浸過膠的預(yù)浸紗、預(yù)浸帶。2.2熱固性復(fù)合材料的工藝方法2.2.1手糊成型工藝手糊成型工藝是最原始的研制復(fù)合材料的工藝技術(shù)，簡言之，也是最簡易的操作工藝。其研制流程如下：現(xiàn)將樹脂混合物均勻涂抹在模具上，再在樹脂混合物上鋪設(shè)一層纖維化物，之后再進行擠壓織物，排出氣泡并且浸膠充分后，一次又一次的涂樹脂混合物和纖維化物的工作，直到滿足了復(fù)合材料的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)厚度為宜，加固成型之后脫模就能實現(xiàn)所需要的復(fù)合材料了。2.2.2噴射成型工藝噴射成型工藝要科學(xué)運用噴槍技術(shù)，其在制造期間通常是要把樹脂和玻璃纖維的混合物，通過噴槍注射到模具上，再利用固化程序進行加工成型出需要的形狀。2.2.3袋壓成型工藝把手糊的材料置于塑料袋（聚乙烯或聚乙烯醇）或者橡膠帶中，利用擠壓塑料袋或橡膠帶的方式來進行固化，形成最終的復(fù)合材料。其在加工期間要通過連續(xù)的添加材料，來避免固化時由于熱脹冷縮而導(dǎo)致龜裂情況的出現(xiàn)，提升制品的耐熱性和光滑程度。三、 復(fù)合材料工藝方法的特性3.1復(fù)合材料可設(shè)計性強在研制出各種比例和鋪層種類的基體材料與增強體材料的基礎(chǔ)上，能夠規(guī)劃出各式各樣的符合用戶實際需求的功能性復(fù)合材料。研究出的復(fù)合材料能夠節(jié)省材料、減少成本支出。生產(chǎn)者結(jié)合實際需要選擇對應(yīng)的基礎(chǔ)材料和增強體材料來開展工藝設(shè)計，確保資源能夠科學(xué)合理的得到使用。3.2復(fù)合材料具有高強度復(fù)合材料的比強度通常較高，比強度一般是強度與密度的最佳比值，特別是碳纖維復(fù)合材料和有機纖維復(fù)合材料的比強度優(yōu)勢盡顯。比強度值較大，其強度就隨之較大，質(zhì)量越輕。這對于航天航空這些精確性高和強度大的領(lǐng)域有積極意義。3.3復(fù)合材料通常有良好的安全性復(fù)合材料利用不同性質(zhì)材料的復(fù)合，促使其具備更完善安全性能。比如，纖維復(fù)合材料的基體中存在著海量的獨立纖維，就算在實際操作期間出現(xiàn)超負荷的情況，小量的纖維出現(xiàn)斷裂情況也不會對整體造成嚴(yán)重影響，與此同時會有更多性能完好的纖維來共同承載超負荷的壓力，因此，復(fù)合材料的安全性有足夠的保障。3.4復(fù)合材料電性能高在研制復(fù)合材料期間，適量增加一些性能優(yōu)質(zhì)的電性能的基體材料、增強體材料和輔助材料，就能夠把復(fù)合材料研制出導(dǎo)電材料或者絕緣材料，選擇性很強。導(dǎo)電材料能夠投入到一些電氣設(shè)備之中，而絕緣材料能夠應(yīng)用到冶金和化工領(lǐng)域之中。四、 復(fù)合材料成型工藝的發(fā)展趨勢當(dāng)前，復(fù)合材料在很多行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛推行應(yīng)用。特別是航空航天領(lǐng)域、能源技術(shù)、電子工業(yè)等方面，復(fù)合材料發(fā)揮著不能替代的作用。其發(fā)展空間廣闊，逐漸引起了國內(nèi)外各界重視。國外的復(fù)合材料成型工藝還是遠遠超過國內(nèi)，其復(fù)合材料大多都滿足實用功能并且全面投入使用，我國就更要適應(yīng)國外先進的復(fù)合材料成型工藝技術(shù)的步伐，改善當(dāng)前在碳纖維和芳綸纖維中面臨的問題，研究出高性能的樹脂基體。五、 熱塑性復(fù)合材料的連接技術(shù)方法1、 鉚接。其采用的鉚釘大多是利用連續(xù)纖維增強熱塑性塑料制成，用拉擠棒研制的通常是性能良好的材料。工作期間，鉚釘加熱到能夠進行加壓塑變的合適溫度，鉚釘與鉚孔徑能夠達到相配無縫。用金屬螺栓亦可。鉚接的優(yōu)勢資源：抗沖性較強、抗電化學(xué)腐蝕性好，價格經(jīng)濟合理。2、 焊接。熱塑性復(fù)合材料的焊接解決措施，一般是把被連接材料的兩個焊接面進行加熱融化、加壓，進而成為一體。3、 焊接管件。通常有直接對接和補強對接兩種方式。其優(yōu)勢在于：操作期間方法簡易、對接后強度高韌性好、不易出現(xiàn)斷裂。不足在于：制作經(jīng)費高昂、工藝操作標(biāo)準(zhǔn)高。4、 纏繞焊接。利用手工或機械把預(yù)浸帶沿焊接縫實施纏繞期間，把對接焊點進行加熱熔融，確保接觸點與備連接件能夠?qū)诱忱畏€(wěn)固。此種方法科學(xué)實用，被連接材料的材質(zhì)性能不易發(fā)生變化。不足在于：焊接期間易發(fā)生加熱不均衡情況。5、 薄板超聲焊接。通常是在被連接處，利用超聲波采取加熱焊接，其連接強度合適，效果顯著。六、 結(jié)語復(fù)合材料目前在很多領(lǐng)域被大力推行和運用，在我國雖大規(guī)模推廣的時間不久，然而在日積月累的努力下也取得了良好效果，對我國的航天領(lǐng)域、工業(yè)方面更新進步有著難以言喻的積極作用。相信在后期，在我國科技的更新進步下，復(fù)合材料的成型工藝技術(shù)也有全面的提升。復(fù)合材料的優(yōu)化發(fā)展一定要在原來的性能的基礎(chǔ)上成為性能與成本的均衡發(fā)展。我國技術(shù)興起的晚，但也獲得了良好的效果，在軍事方面和民用方面有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，實現(xiàn)復(fù)合材料的經(jīng)濟成本低是當(dāng)前要明確改善的重要問題。參考文獻：馮兆行.熱塑性纖維混雜紡織復(fù)合材料的研究.浙