復(fù)合材料成型工藝

成型工藝類型

　　復(fù)合材料成型工藝是復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)和條件。隨著復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，復(fù)合材料工業(yè)得到迅速發(fā)鎮(zhèn)，其老的成型工藝日臻完善，新的成型方法不斷涌現(xiàn)，目前聚合物基符合材料的成型方法已有20多種，并成功地用于工業(yè)生產(chǎn)，如：
（01）手糊成型工藝--濕法鋪層成型法；
（02）噴射成型工藝；
（03）樹(shù)脂傳遞模塑成型技術(shù)（RTM技術(shù)）；
（04）袋壓法（壓力袋法）成型；
（05）真空袋壓成型；
（06）熱壓罐成型技術(shù)；
（07）液壓釜法成型技術(shù)；
（08）熱膨脹模塑法成型技術(shù)；
（09）夾層結(jié)構(gòu)成型技術(shù)；
（10）模壓料生產(chǎn)工藝；
（11）ZMC模壓料注射技術(shù)；
（12）模壓成型工藝；
（13）層合板生產(chǎn)技術(shù)；
（14）卷制管成型技術(shù)；
（15）纖維纏繞制品成型技術(shù)； 123456
（16）連續(xù)制板生產(chǎn)工藝；
（17）澆鑄成型技術(shù)；
（18）拉擠成型工藝；
（19）連續(xù)纏繞制管工藝；
（20）編織復(fù)合材料制造技術(shù)；
（21）熱塑性片狀模塑料制造技術(shù)及冷模沖壓成型工藝；
（22）注射成型工藝；
（23）擠出成型工藝；
（24）離心澆鑄制管成型工藝；
（25）其它成型技術(shù)。
　　視所選用的樹(shù)脂基體材料的不同，上述方法分別適用于熱固性和熱塑性復(fù)合材料的生產(chǎn)，有些工藝兩者都適用。
　　復(fù)合材料制品成型工藝特點(diǎn)：與其它材料加工工藝相比，復(fù)合材料成型工藝具有如下特點(diǎn)：
　?。?）材料制造與制品成型同時(shí)完成 一般情況下，復(fù)合材料的生產(chǎn)過(guò)程，也就是制品的成型過(guò)程。材料的性能必須根據(jù)制品的使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在造反材料、設(shè)計(jì)配比、確定纖維鋪層和成型方法時(shí)，都必須滿足制品的物化性能、結(jié)構(gòu)形狀和外觀質(zhì)量要求等。

　?。?）制品成型比較簡(jiǎn)便 一般熱固性復(fù)合材料的樹(shù)脂基體，成型前是流動(dòng)液體，增強(qiáng)材料是柔軟纖維或織物，因此，用這些材料生產(chǎn)復(fù)合材料制品，所需工序及設(shè)備要比其它材料簡(jiǎn)單的多，對(duì)于某些制品僅需一套模具便能生產(chǎn)。


　 層壓及卷管成型
1、層壓成型工藝
　　層壓成型是將預(yù)浸膠布按照產(chǎn)品形狀和尺寸進(jìn)行剪裁、疊加后，放入兩個(gè)拋光的金屬模具之間，加溫加壓成型復(fù)合材料制品的生產(chǎn)工藝。它是復(fù)合材料成型工藝中發(fā)展較早、也較成熟的一種成型方法。該工藝主要用于生產(chǎn)電絕緣板和印刷電路板材?，F(xiàn)在，印刷電路板材已廣泛應(yīng)用于各類收音機(jī)、電視機(jī)、電話機(jī)和移動(dòng)電話機(jī)、電腦產(chǎn)品、各類控制電路等所有需要平面集成電路的產(chǎn)品中。
　　層壓工藝主要用于生產(chǎn)各種規(guī)格的復(fù)合材料板材，具有機(jī)械化、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，但一次性投資較大，適用于批量生產(chǎn)，并且只能生產(chǎn)板材，且規(guī)格受到設(shè)備的限制。
　　層壓工藝過(guò)程大致包括：預(yù)浸膠布制備、膠布裁剪疊合、熱壓、冷卻、脫模、加工、后處理等工序
2、卷管成型工藝
　　卷管成型工是用預(yù)浸膠布在卷管機(jī)上熱卷成型的一種復(fù)合材料制品成型方法，其原理是借助卷管機(jī)上的熱輥，將膠布軟化，使膠布上的樹(shù)脂熔融。在一定的張力作用下，輥筒在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，借助輥筒與芯模之間的摩擦力，將膠布連續(xù)卷到芯管上，直到要求的厚度，然后經(jīng)冷輥冷卻定型，從卷管機(jī)上取下，送入固化爐中固化。管材固化后，脫去芯模，即得復(fù)合材料卷管。
　　卷管成型按其上布方法的不同而可分為手工上布法和連續(xù)機(jī)械法兩種。其基本過(guò)程是：首先清理各輥筒，然后將熱輥加熱到設(shè)定溫度，調(diào)整好膠布張力。在壓輥不施加壓力的情況下，將引頭布先在涂有脫模劑的管芯模上纏上約1圈，然后放下壓輥，將引頭布貼在熱輥上，同時(shí)將膠布拉上，蓋貼在引頭布的加熱部分，與引頭布相搭接。引頭布的長(zhǎng)度約為800～1200mm，視管徑而定，引頭布與膠布的搭接長(zhǎng)度，一般為150～250mm。在卷制厚壁管材時(shí)，可在卷制正常運(yùn)行后，將芯模的旋轉(zhuǎn)速度適當(dāng)加快，在接近設(shè)計(jì)壁厚時(shí)再減慢轉(zhuǎn)速，至達(dá)到設(shè)計(jì)厚度時(shí)，切斷膠布。然后在保持壓輥壓力的情況下，繼續(xù)使芯模旋轉(zhuǎn)1～2圈。最后提升壓輥，測(cè)量管坯外徑，合格后，從卷管機(jī)上取出，送入固化爐中固化成型。

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3、預(yù)浸膠布制備工藝
　　預(yù)浸膠布是生產(chǎn)復(fù)合材料層壓板材、卷管和布帶纏繞制品的半成品。
　?。?）原材料 預(yù)浸膠布生產(chǎn)所需的主要原材料有增強(qiáng)材料（如玻璃布、石棉布、合成纖維布、玻璃纖維氈、石棉氈、碳纖維、芳綸纖維、石棉紙、牛皮等）和合成樹(shù)脂（如酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂等）。
　?。?）預(yù)浸膠布的制備工藝 預(yù)浸膠布的制備是使用經(jīng)熱處理或化學(xué)處理的玻璃布，經(jīng)浸膠槽浸漬樹(shù)脂膠液，通過(guò)刮膠裝置和牽引裝置控制膠布的樹(shù)脂含量，在一定的溫度下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的洪烤，使樹(shù)脂由A階轉(zhuǎn)至B階，從而得到所需的預(yù)浸膠布。通常將此過(guò)程稱之為玻璃的浸膠。

　 樹(shù)脂傳遞模塑成型
　　樹(shù)脂傳遞模塑成型簡(jiǎn)稱RTM（Resin Transfer Molding）。RTM起始于50年代，是手糊成型工藝改進(jìn)的一種閉模成型技術(shù)，可以生產(chǎn)出兩面光的制品。在國(guó)外屬于這一工藝范疇的還有樹(shù)脂注射工藝（Resin Injection）和壓力注射工藝(Pressure Infection)。 123,123
RTM的基本原理是將玻璃纖維增強(qiáng)材料鋪放到閉模的模腔內(nèi)，用壓力將樹(shù)脂膠液注入模腔，浸透玻纖增強(qiáng)材料，然后固化，脫模成型制品。
　　從上前的研究水平來(lái)看，RTM技術(shù)的研究發(fā)展方向?qū)ㄎC(jī)控制注射機(jī)組，增強(qiáng)材料預(yù)成型技術(shù)，低成本模具，快速樹(shù)脂固化體系，工藝穩(wěn)定性和適應(yīng)性等。
RTM成型技術(shù)的特點(diǎn)：①可以制造兩面光的制品；②成型效率高，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（20000件/年以內(nèi)）；③RTM為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健康；④增強(qiáng)材料可以任意方向鋪放，容易實(shí)現(xiàn)按制品受力狀況例題鋪放增強(qiáng)材料；⑤原材料及能源消耗少；⑥建廠投資少，上馬快。
　　RTM技術(shù)適用范圍很廣，目前已廣泛用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)生、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。已開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品有：汽車殼體及部件、娛樂(lè)車構(gòu)件、螺旋漿、8.5m長(zhǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、天線罩、機(jī)器罩、浴盆、沐浴間、游泳池板、座椅、水箱、電話亭、電線桿、小型游艇等。

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　?。?）RTM工藝及設(shè)備
　　成型工藝 RTM全部生產(chǎn)過(guò)程分11道工序，各工序的操作人員及工具、設(shè)備位置固定，模具由小車運(yùn)送，依次經(jīng)過(guò)每一道工序，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)。模具在流水線上的循環(huán)時(shí)間，基本上反映了制品的生產(chǎn)周期，小型制品一般只需十幾分鐘，大型制品的生產(chǎn)周期可以控制在1h以內(nèi)完成。
成型設(shè)備 RTM成型設(shè)備主要是樹(shù)脂壓注機(jī)和模具。①樹(shù)脂村注機(jī) 樹(shù)脂壓注機(jī)由樹(shù)脂泵、注射槍組成。樹(shù)脂泵是一組活塞式往復(fù)泵，最上端是一個(gè)空氣動(dòng)力泵。當(dāng)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)空氣泵活塞上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，樹(shù)脂泵將桶中樹(shù)脂經(jīng)過(guò)流量控制器、過(guò)濾器定量地抽入樹(shù)脂貯存器，側(cè)向杠桿使催化劑泵運(yùn)動(dòng)，將催化劑定量地抽至貯存器。壓縮空氣充入兩個(gè)貯存器，產(chǎn)生與泵壓力相反的緩沖力，保證樹(shù)脂和催化劑能穩(wěn)定的流向注射槍頭。注射槍口后有一個(gè)靜態(tài)紊流混合器，可使樹(shù)脂和催化劑在無(wú)氣狀態(tài)下混合均勻，然后經(jīng)槍口注入模具，混合器后面設(shè)計(jì)有清洗劑入口，它與一個(gè)有0.28MPa壓力的溶劑罐相聯(lián)，當(dāng)機(jī)器使用完后，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，溶劑自動(dòng)噴出，將注射槍清洗干凈。②模具 RTM模具分玻璃鋼模、玻璃鋼表面鍍金屬模和金屬模3種。玻璃鋼模具容易制造，價(jià)格較低，聚酯玻璃鋼模具可使用2000次，環(huán)氧玻璃鋼模具可使用4000次。表面鍍金屬的玻璃鋼模具可使用10000次以上。金屬模具在RTM工藝中很少使用，一般來(lái)講，RTM的模具費(fèi)僅為SMC的2%～16%。
　　（2）RTM原材料
　　RTM用的原材料有樹(shù)脂體系、增強(qiáng)材料和填料。
　　樹(shù)脂體系 RTM工藝用的樹(shù)脂主要是不飽和聚酯樹(shù)脂。
　　增強(qiáng)材料 一般RTM的增強(qiáng)材料主要是玻璃纖維，其含量為25%～45%（重量比）；常用的增強(qiáng)材料有玻璃纖維連續(xù)氈、復(fù)合氈及方格布。
　　填料 填料對(duì)RTM工藝很重要，它不僅能降低成本，改善性能，而且能在樹(shù)脂固化放熱階段吸收熱量。常用的填料有氫氧化鋁、玻璃微珠、碳酸鈣、云母等。其用量為20%～40%。

　 袋壓法、熱壓罐法、液壓釜法和熱膨脹模塑法成型
　　袋壓法、熱壓罐法、液壓釜法和熱膨脹模塑法統(tǒng)稱為低壓成型工藝。其成型過(guò)程是用手工鋪疊方式，將增強(qiáng)材料和樹(shù)脂（含預(yù)浸材料）按設(shè)計(jì)方向和順序逐層鋪放到模具上，達(dá)到規(guī)定厚度后，經(jīng)加壓、加熱、固化、脫模、修整而獲得制品。四種方法與手糊成型工藝的區(qū)別僅在于加壓固化這道工序。因此，它們只是手糊成型工藝的改進(jìn)，是為了提高制品的密實(shí)度和層間粘接強(qiáng)度。
　　以高強(qiáng)度玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維和環(huán)氧樹(shù)脂為原材料，用低壓成型方法制造的高性能復(fù)合材料制品，已廣泛用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星和航天飛機(jī)。如飛機(jī)艙門、整流罩、機(jī)載雷達(dá)罩，支架、機(jī)翼、尾翼、隔板、壁板及隱形飛機(jī)等。
　?。?）袋壓法
　　袋壓成型是將手糊成型的未固化制品，通過(guò)橡膠袋或其它彈性材料向其施加氣體或液體壓力，使制品在壓力下密實(shí)，固化。
　　袋壓成型法的優(yōu)點(diǎn)是：①產(chǎn)品兩面光滑；②能適應(yīng)聚酯、環(huán)氧和酚醛樹(shù)脂；③產(chǎn)品重量比手糊高。
　　袋壓成型分壓力袋法和真空袋法2種：①壓力袋法 壓力袋法是將手糊成型未固化的制品放入一橡膠袋，固定好蓋板，然后通入壓縮空氣或蒸汽（0.25～0.5MPa），使制品在熱壓條件下固化。②真空袋法 此法是將手糊成型未固化的制品，加蓋一層橡膠膜，制品處于橡膠膜和模具之間，密封周邊，抽真空（0.05～0.07MPa），使制品中的氣泡和揮發(fā)物排除。真空袋成型法由于真空壓力較小，故此法僅用于聚酯和環(huán)氧復(fù)合材料制品的濕法成型。
　?。?）熱壓釜和液壓釜法
　　熱壓釜和液壓釜法都是在金屬容器內(nèi)，通過(guò)壓縮氣體或液體對(duì)未固化的手糊制品加熱、加壓，使其固化成型的一種工藝。
　　熱壓釜法 熱壓釜是一個(gè)臥式金屬壓力容器，未固化的手糊制品，加上密封膠袋，抽真空，然后連同模具用小車推進(jìn)熱壓釜內(nèi)，通入蒸汽（壓力為1.5～2.5MPa），并抽真空，對(duì)制品加壓、加熱，排出氣泡，使其在熱壓條件下固化。它綜合了壓力袋法和真空袋法的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品質(zhì)量高。熱壓釜法能夠生產(chǎn)尺寸較大、形狀復(fù)雜的高質(zhì)量、高性能復(fù)合材料制品。產(chǎn)品尺寸受熱壓釜限制，目前國(guó)內(nèi)最大的熱壓釜直徑為2.5m，長(zhǎng)18m，已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的產(chǎn)品有機(jī)翼、尾翼、衛(wèi)星天線反射器，導(dǎo)彈再入體、機(jī)載夾層結(jié)構(gòu)雷達(dá)罩等。此法的最大缺點(diǎn)是設(shè)備投資大，重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用高等。
　　液壓釜法 液壓釜是一個(gè)密閉的壓力容器，體積比熱壓釜小，直立放置，生產(chǎn)時(shí)通入壓力熱水，對(duì)未固化的手糊制品加熱、加壓，使其固化。液壓釜的壓力可達(dá)到2MPa或更高，溫度為80～100℃。用油載體、熱度可達(dá)200℃。此法生產(chǎn)的產(chǎn)品密實(shí)，周期短，液壓釜法的缺點(diǎn)是設(shè)備投資較大。

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　?。?）熱膨脹模塑法
　　熱膨脹模塑法是用于生產(chǎn)空腹、薄壁高性能復(fù)合材料制品的一種工藝。其工作原理是采用不同膨脹系數(shù)的模具材料，利用其受熱體積膨脹不同產(chǎn)生的擠壓力，對(duì)制品施工壓力。熱膨脹模塑法的陽(yáng)模是膨脹系數(shù)大的硅橡膠，陰模是膨脹系數(shù)小的金屬材料，手糊未固化的制品放在陽(yáng)模和陰模之間。加熱時(shí)由于陽(yáng)、陰模的膨脹系數(shù)不同，產(chǎn)生巨大的變形差異，使制品在熱壓下固化。


　 噴射成型技術(shù)
　　噴射成型技術(shù)是手糊成型的改進(jìn)，半機(jī)械化程度。噴射成型技術(shù)在復(fù)合材料成型工藝中所占比例較大，如美國(guó)占9.1%，西歐占11.3%，日本占21%。目前國(guó)內(nèi)用的噴射成型機(jī)主要是從美國(guó)進(jìn)口。
　　(1)噴射成型工藝原理及優(yōu)缺點(diǎn)
　　噴射成型工藝是將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側(cè)噴出，同時(shí)將切斷的玻纖粗紗，由噴槍中心噴出，使其與樹(shù)脂均勻混合，沉積到模具上，當(dāng)沉積到一定厚度時(shí)，用輥輪壓實(shí)，使纖維浸透樹(shù)脂，排除氣泡，固化后成制品。 123456
　　噴射成型的優(yōu)點(diǎn)：①用玻纖粗紗代替織物，可降低材料成本；②生產(chǎn)效率比手糊的高2～4倍；③產(chǎn)品整體性好，無(wú)接縫，層間剪切強(qiáng)度高，樹(shù)脂含量高，抗腐蝕、耐滲漏性好；④可減少飛邊，裁布屑及剩余膠液的消耗；⑤產(chǎn)品尺寸、形狀不受限制。其缺點(diǎn)為：①樹(shù)脂含量高，制品強(qiáng)度低；②產(chǎn)品只能做到單面光滑；③污染環(huán)境，有害工人健康。
　　噴射成型效率達(dá)15kg/min，故適合于大型船體制造。已廣泛用于加工浴盆、機(jī)器外罩、整體衛(wèi)生間，汽車車身構(gòu)件及大型浮雕制品等。
　?。?）生產(chǎn)準(zhǔn)備
　　場(chǎng)地 噴射成型場(chǎng)地除滿足手糊工藝要求外，要特別注意環(huán)境排風(fēng)。根據(jù)產(chǎn)品尺寸大小，操作間可建成密閉式，以節(jié)省能源。
　　材料準(zhǔn)備 原材料主要是樹(shù)脂（主要用不飽和聚酯樹(shù)脂）和無(wú)捻玻纖粗紗。
　　模具準(zhǔn)備 準(zhǔn)備工作包括清理、組裝及涂脫模劑等。 123456
　　噴射成型設(shè)備 噴射成型機(jī)分壓力罐式和泵供式兩種：①泵式供膠噴射成型機(jī)，是將樹(shù)脂引發(fā)劑和促進(jìn)劑分別由泵輸送到靜態(tài)混合器中，充分混合后再由噴槍噴出，稱為槍內(nèi)混合型。其組成部分為氣動(dòng)控制系統(tǒng)、樹(shù)脂泵、助劑泵、混合器、噴槍、纖維切割噴射器等。樹(shù)脂泵和助劑泵由搖臂剛性連接，調(diào)節(jié)助劑泵在搖臂上的位置，可保證配料比例。在空壓機(jī)作用下，樹(shù)脂和助劑在混合器內(nèi)均勻混合，經(jīng)噴槍形成霧滴，與切斷的纖維連續(xù)地噴射到模具表面。這種噴射機(jī)只有一個(gè)膠液噴槍，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，引發(fā)劑浪費(fèi)少，但因系內(nèi)混合，使完后要立即清洗，以防止噴射堵塞。②壓力罐式供膠噴射機(jī)是將樹(shù)脂膠液分別裝在壓力罐中，靠進(jìn)入罐中的氣體壓力，使膠液進(jìn)入噴槍連續(xù)噴出。安是由兩個(gè)樹(shù)脂罐、管道、閥門、噴槍、纖維切割噴射器、小車及支架組成。工作時(shí)，接通壓縮空氣氣源，使壓縮空氣經(jīng)過(guò)氣水分離器進(jìn)入樹(shù)脂罐、玻纖切割器和噴槍，使樹(shù)脂和玻璃纖維連續(xù)不斷的由噴槍噴出，樹(shù)脂霧化，玻纖分散，混合均勻后沉落到模具上。這種噴射機(jī)是樹(shù)脂在噴槍外混合，故不易堵塞噴槍嘴。 copyright 123456
　?。?）噴射成型工藝控制
　　噴射工藝參數(shù)選擇：①樹(shù)脂含量 噴射成型的制品中，樹(shù)脂含量控制在60%左右。②噴霧壓力 當(dāng)樹(shù)脂粘度為0.2Pa·s，樹(shù)脂罐壓力為0.05～0.15MPa時(shí)，霧化壓力為0.3～0.55MPa，方能保證組分混合均勻。③噴槍夾角 不同夾角噴出來(lái)的樹(shù)脂混合交距不同，一般選用20°夾角，噴槍與模具的距離為350～400mm。改變距離，要高速噴槍夾角，保證各組分在靠近模具表面處交集混合，防止膠液飛失。
　　噴射成型應(yīng)注意事項(xiàng)：①環(huán)境溫度應(yīng)控制在（25±5）℃，過(guò)高，易引起噴槍堵塞；過(guò)低，混合不均勻，固化慢；②噴射機(jī)系統(tǒng)內(nèi)不允許有水分存在，否則會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量；③成型前，模具上先噴一層樹(shù)脂，然后再噴樹(shù)脂纖維混合層；④噴射成型前，先調(diào)整氣壓，控制樹(shù)脂和玻纖含量；⑤噴槍要均勻移動(dòng)，防止漏噴，不能走弧線，兩行之間的重疊富庶小于1/3，要保證覆蓋均勻和厚度均勻；⑥噴完一層后，立即用輥輪壓實(shí)，要注意棱角和凹凸表面，保證每層壓平，排出氣泡，防止帶起纖維造成毛刺；⑦每層噴完后，要進(jìn)行檢查，合格后再噴下一層；⑧最后一層要噴薄些，使表面光滑；⑨噴射機(jī)用完后要立即清洗，防止樹(shù)脂固化，損壞設(shè)備。 123,123


　 泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)
　?。?）原材料 泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)用的原材料分為面板（蒙皮）材料、夾芯材料和粘接劑。①面板材料 主要是用玻璃布和樹(shù)脂制成的薄板，與蜂窩夾層結(jié)構(gòu)面板用的材料相同。②粘接劑 面板和夾芯材料的粘接劑，主要取決于泡沫塑料種類，如聚苯乙烯泡沫塑料，不能用不飽和聚酯樹(shù)脂粘接。③泡沫夾芯材料 泡沫塑料的種類很多，其分類方法有兩種：一種是按樹(shù)脂基體分，可分為：聚氯乙烯泡沫塑料，聚苯乙烯泡沫塑料，聚乙烯泡沫塑料，聚氨酯泡沫塑料，酚醛，環(huán)氧及不飽和聚酯等熱固性泡沫塑料等。另一種是近硬度分，可分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)和軟質(zhì)三種。用泡沫塑料芯材生產(chǎn)夾層結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是防寒、絕熱，隔音性能好，質(zhì)量輕，與蒙面粘接面大，能均勻傳遞荷載，抗沖擊性能好等。
　?。?）泡沫塑料制造技術(shù) 生產(chǎn)泡沫塑料的發(fā)泡方法較多，有機(jī)械發(fā)泡法、惰性氣體混溶減壓發(fā)泡法、低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)發(fā)泡法、發(fā)泡劑分解放氣發(fā)泡法和原料組分相互反應(yīng)放氣發(fā)泡法等。①機(jī)械發(fā)泡法 利用強(qiáng)烈機(jī)械攪拌，將氣體混入到聚合物溶液、乳液或懸浮液中，形成泡沫體，然后經(jīng)固化而獲得泡沫塑料。②惰性氣體混溶減壓發(fā)泡法 利用惰性氣體（如氮?dú)?、二氧化碳等）無(wú)色、無(wú)臭、難與其它化學(xué)元素化合的原理，在高壓下壓入聚合物中，經(jīng)升溫、減壓、使氣體膨脹發(fā)泡。③低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)發(fā)泡法 將低沸點(diǎn)液體壓入聚合物中，然后加熱聚合物，當(dāng)聚合物軟化、液體達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，借助液體氣化產(chǎn)生的蒸氣壓力，使聚合物發(fā)泡成泡沫體。④化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡法 借助發(fā)泡劑在熱作用下分解產(chǎn)生的氣體，使聚合物體積膨脹，形成泡沫塑料。⑤原料化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡法 此法是利用能發(fā)泡的原料組分，相互反應(yīng)放出二氧化碳或氮?dú)獾仁咕酆衔锱蛎洶l(fā)泡成泡沫體。 123456
　?。?）泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制造 泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)的制造方法有：預(yù)制粘接法、現(xiàn)場(chǎng)澆注成型法和連續(xù)機(jī)械成型法三種。①預(yù)制粘接法 將蒙皮和泡沫塑料芯材分別制造，然后再將它們粘接成整體。預(yù)制成型法的優(yōu)點(diǎn)是能適用各種泡沫塑料，工藝簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜機(jī)械設(shè)備等。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，質(zhì)量不易保證。②整體澆注成型法 先預(yù)制好夾層結(jié)構(gòu)的外殼，然后將混合均勻的泡沫料漿澆入殼體內(nèi)，經(jīng)過(guò)發(fā)泡成型和固化處理，使泡沫漲滿腔體，并和殼體粘接成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。③連續(xù)成型法 適用于生產(chǎn)泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)板材。


　 其它成型工藝
　　聚合物基復(fù)合材料的其它成型工藝，主要指離心成型工藝、澆鑄成型工藝、彈性體貯存樹(shù)脂成型工藝（ERM）、增強(qiáng)反應(yīng)注射成型工藝（RRIM）等。
　　1、離心成型工藝
　　離心成型工藝在復(fù)合材料制品生產(chǎn)中，主要是用于制造管材（地埋管），它是將樹(shù)脂、玻璃纖維和填料按一定比例和方法加入到旋轉(zhuǎn)的模腔內(nèi)，依靠高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使物料擠壓密實(shí)，固化成型。 123456
　　離心玻璃鋼管分為壓力管非壓力管兩類，其使用壓力為0～18MPa。這種管的管徑一般為φ400～φ2500mm，最大管徑或達(dá)5m，以φ1200mm以上管徑經(jīng)濟(jì)效果最佳，離心管的長(zhǎng)度2～12m，一般為6 m。
　　離心玻璃鋼管的優(yōu)點(diǎn)很多，與普通玻璃鋼管和混凝土管相比，它強(qiáng)度高、重量輕，防腐、耐磨（是石棉水泥管的5～10倍）、節(jié)能、耐久（50年以上）及綜合工程造價(jià)低，特別是大口徑管等；與纏繞加砂玻璃鋼管相比，其最大特點(diǎn)是剛度大，成本低，管壁可以按其功能設(shè)計(jì)成多層結(jié)構(gòu)。離心法制管質(zhì)量穩(wěn)定，原材料損耗少，其綜合成本低于鋼管。離心玻璃鋼管可埋深15m，能隨真空及外壓。其缺點(diǎn)是內(nèi)表面不夠光滑，水力學(xué)特性比較差。
離心玻璃鋼管的應(yīng)用前景十分廣闊，其主要應(yīng)用范圍包括：給水及排水工程干管，油田注水管、污水管、化工防腐管等。
　?。?）原材料
　　生產(chǎn)離心管的原材料有樹(shù)脂、玻璃纖維及填料（粉狀和粒狀填料）等。
　　樹(shù)脂 應(yīng)用最廣的是不飽和聚酯樹(shù)脂，可根據(jù)使用條件和工藝要求選擇樹(shù)脂牌號(hào)和固化劑。
　　增強(qiáng)材料 主工是玻璃纖維及其制品。玻纖制品有連續(xù)纖維氈、網(wǎng)格布及單向布等，制造異形斷面制品時(shí)，可先將玻纖制成預(yù)制品，然后放入模內(nèi)。
　　填料 填料的作是用增加制品的剛度、厚度、降低成本，填料的種類要根據(jù)使用要求選擇，一般為石英砂、石英粉、輝綠巖粉等。
　?。?）工藝流程
離心制管的加料方法與纏繞成型工藝不同，加料系統(tǒng)是把樹(shù)脂、纖維和填料的供料裝置，統(tǒng)一安裝在可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的小車上。
　　（3）模具
　　離心法生產(chǎn)玻璃鋼管的模具，主要是鋼模，模具分整體式和拼裝式兩種：小于φ800mm管的模具，用整體式，大于φ800mm管的模具，可以用拼裝式。
　　模具設(shè)計(jì)要保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，防止旋轉(zhuǎn)、震動(dòng)過(guò)程中變形。模具由管身、封頭、托輪箍組成。管身由鋼板卷焊而成，小直徑管身可用無(wú)縫鋼管。封頭的作用是增加管模端頭的強(qiáng)度和防止物料外流。托輪箍的作用是支撐模具，傳遞旋轉(zhuǎn)力，使模具在離心機(jī)上高速度旋轉(zhuǎn)，模具的管身內(nèi)表面必須平整，光滑，一般都要精加工和拋光，保證順利脫模。
　　2、澆注成型工藝
　　澆注成型主要用于生產(chǎn)無(wú)纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制品，如人造大理石，鈕扣、包埋動(dòng)、植物標(biāo)本、工藝品、錨桿固定劑、裝飾板等。
　　澆注成型比較簡(jiǎn)單，但要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，則需要熟練的操作技術(shù)。
　?。?）鈕扣生產(chǎn)工藝
　　用聚酯樹(shù)脂澆注的鈕扣，具有硬度高，光澤好，耐磨、耐燙、耐干洗、花色品種多及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)外已基本取代了有機(jī)玻璃鈕扣，占鈕扣市場(chǎng)80%以上。 本文來(lái)自123
生產(chǎn)鈕扣的原料主要是不飽和聚酯樹(shù)脂、固化劑（引發(fā)劑采用過(guò)氧化甲乙酮）和輔助材料（包括色漿、珠光粉、觸變劑等）。
　　聚酯鈕扣采用離心澆注式棒材澆注法生產(chǎn)，先制成板材或棒材，然后經(jīng)切板、切棒制成鈕扣，再經(jīng)熱處理、刮面、刮底、銑槽、打眼、拋光等工序制成鈕扣。
　　（2）人造石材生產(chǎn)工藝
　　人造石材是用不飽和聚酯樹(shù)脂和填料制成的。由于所選用的填料不同，制成的人造石材分為人造大理石、人造瑪瑙、人造花崗石和聚酯混凝土等。
　　生產(chǎn)人造石材的原材料是不飽和聚酯樹(shù)脂，填料和顏料：①樹(shù)脂 生產(chǎn)人造石材的樹(shù)脂分面層和結(jié)構(gòu)層兩各，表面裝飾層樹(shù)脂要求收縮性小，有韌性、硬度好，耐熱、耐磨、耐水等，同時(shí)要求易調(diào)色。辛戌二醇鄰苯型樹(shù)脂用于人造石材，辛戌二醇間苯型樹(shù)脂用于生產(chǎn)衛(wèi)生潔具。固化體系，常用過(guò)氧化甲乙酮、萘酸鈷溶液。②填料 生產(chǎn)人造石材的填料有很多，生產(chǎn)人造大理石的填料是大理石粉，石英粉、白云石粉、碳酸鈣粉等，生產(chǎn)人造花崗石的填料是用粒料級(jí)配，不同品種花崗石用不同色彩的粒料，生產(chǎn)人瑪瑙的填料要有一定透明性，一般選用氫氧化鋁或三氧化二鋁等。③顏料 生產(chǎn)人造石材需要各色顏料，如制人造大理石或人造瑪瑙浴盆，應(yīng)選擇耐熱、耐水的色漿，制造裝飾板及工藝品時(shí)，要選用耐光、耐水及耐久的顏料。

內(nèi)容來(lái)自123456

　　生產(chǎn)人造大理石、花崗石板材用的模具材料有玻璃鋼、不銹鋼、塑料、玻璃等。生產(chǎn)人造石板材的模板，要求表面平整，光澤、有足夠的強(qiáng)度和剛度，能經(jīng)受生產(chǎn)過(guò)程中的熱應(yīng)力、搬運(yùn)荷載及碰撞等。
　　3、彈性體貯樹(shù)脂模塑成型技術(shù)
　　彈性體貯樹(shù)脂模塑成型（Elastic Reservir Molding, ERM）是80年代在歐美出現(xiàn)的新工藝，它是用柔性材料（開(kāi)孔聚氨酯泡沫塑料）作為芯材并滲入樹(shù)脂糊。這種滲有樹(shù)脂糊的泡沫體留在成型好的ERM材料中間，泡沫體使ERM制成的產(chǎn)品密度降低，沖擊強(qiáng)度和剛度提高，故可稱為壓制成型的夾層結(jié)構(gòu)制品。
　　ERM與SMC一樣，同屬于模壓成型的片狀模塑料，只是由于ERM具有夾層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，給它帶來(lái)優(yōu)于SMC的特點(diǎn)：（1）重量輕：ERM比用氈和SMC制成的制品輕30%以上；（2）ERM制品的比剛度優(yōu)于SMC、鋁和鋼制成的制品；（3）搞沖擊強(qiáng)度高：在增強(qiáng)材料含量相同的條件下，ERM比SMC的抗沖擊強(qiáng)度高很多；（4）物理力學(xué)性能高：在增強(qiáng)材料含量相同的條件下，ERM制品的物理力學(xué)性能優(yōu)于SMC制品；（5）投資費(fèi)用低：ERM成型機(jī)組比SMC機(jī)組簡(jiǎn)單，ERM制品成型壓力比SMC制品低10倍左右，故生產(chǎn)ERM制品時(shí)可以采用低噸位壓機(jī)和低強(qiáng)度材料模具，從而減少建投資。

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　　ERM制品生產(chǎn)工藝分為ERM制造和ERM制品成型兩個(gè)過(guò)程：
　?。?）ERM生產(chǎn)工藝 ERM生產(chǎn)原材料為開(kāi)孔聚氨酯泡沫塑料，各種纖維制品（如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維制成的短切氈、連續(xù)纖維氈、針織氈等）和各種熱固性樹(shù)脂。其生產(chǎn)過(guò)程如下：先在ERM機(jī)組上將調(diào)好的樹(shù)脂糊浸漬開(kāi)孔聚氨酯泡沫塑料，通過(guò)涂刮器將樹(shù)脂糊涂到泡沫上，用壓輥將樹(shù)脂糊壓擠到泡沫體的孔內(nèi)，然后將兩層泡沫復(fù)合到一起，最后在上下兩個(gè)面鋪放玻纖維氈或其它纖維制品，制成ERM夾層材料，切割成適宜的尺寸，用于壓制成型或貯存。
　?。?）ERM制品生產(chǎn)工藝 ERM制品生產(chǎn)過(guò)程與其它熱固性模壓料（玻纖布或氈預(yù)浸料、SMC等）相比，需要在熱壓條件下固化成型，但成型壓力比SMC小很多，大約是SMC成型壓力的1/10，為0.5～0.7MPa。
　　ERM技術(shù)目前主要用于汽車工業(yè)材料和輕質(zhì)建筑復(fù)合材料工業(yè)。由于ERM具有夾層結(jié)構(gòu)材料的特點(diǎn)，是適用于生產(chǎn)大型結(jié)構(gòu)的組合部件，各種輕質(zhì)板材，活動(dòng)房屋、雷達(dá)罩，房門等。在汽車工業(yè)中的制品有行李車拖斗、蓋板、儀表盤、保險(xiǎn)杠、車門、底板等。
　　4、增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑技術(shù)
　　增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑工藝（Reinforced Reaction Injection Molding, RRIM）是利用高壓沖擊來(lái)混合兩種單體物料及短纖維增強(qiáng)材料，并將其注射到模腔內(nèi)，經(jīng)快速固化反應(yīng)形成制品的一種成型方法。如果不用增強(qiáng)材料，則稱為反應(yīng)注射模塑（Reaction Injection Moling, RIM）。采用連續(xù)纖維增強(qiáng)時(shí)，稱為結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射模塑（Structure Reaction Injection Molding, SRIM）。
　　RRIM的原材料分樹(shù)脂體系和增強(qiáng)材料兩類
　?。?）樹(shù)脂體系 生產(chǎn)RRIM的樹(shù)脂應(yīng)滯如下要求：①必須由兩種以上的單體組成；②單體在室溫條件下能保持穩(wěn)定；③粘度適當(dāng)，容易用泵輸送；④單體混合后，能快速固化；⑤固化反應(yīng)不產(chǎn)生副產(chǎn)物。應(yīng)用最多的是聚氨酯樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂。
　?。?）增強(qiáng)材料 常用的增強(qiáng)材料有玻璃纖維粉、玻璃纖維和玻璃微珠。為了增加增強(qiáng)材料與樹(shù)脂的粘接強(qiáng)度，上述增強(qiáng)材料都采用增強(qiáng)偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。 123456
　　RRIM的工藝特點(diǎn)：①產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度大，可以生產(chǎn)大尺寸部件；②成型壓力低（0.35～0.7MPa），反應(yīng)成型時(shí)，無(wú)模壓應(yīng)力，產(chǎn)品在模內(nèi)發(fā)熱量??；③制品收縮率低，尺寸穩(wěn)定性好，因加有大量填料和增強(qiáng)材料，減少了樹(shù)脂固化收縮；④制品鑲嵌件工藝簡(jiǎn)便；⑤制品表面質(zhì)量好，玻璃粉和玻璃微珠能提高制品耐磨性和耐熱性；⑥生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，模具費(fèi)用低，成型周期短，制品生產(chǎn)成本低。
　　RRIM制品的最大用戶是汽車工為，可做汽車保險(xiǎn)杠、儀表盤，高強(qiáng)度RRIM制品可以做汽車的結(jié)構(gòu)材料、承載材料。由于其成型周期短，性能可設(shè)計(jì)，在電絕緣工程、防腐工程、機(jī)械儀表工業(yè)中代替工程塑料及高分子合金應(yīng)用。