热压成型技术涉及将特定数量的模压材料,如粉末、颗粒、薄片、丝线或织物等,置入模具内部,随后在特定温度与压力条件下,使其转变为各种形状的成品。热压成型技术在批量生产制造方面展现出显著的优势,主要体现在:其生产效率极高;批量生产成本较低,便于实现机械化和自动化;所制得的制品尺寸精确且表面光滑,具备两个精细的表面;大多数结构复杂的制品能够一次性成型,无需进行二次加工;此外,制品的外观尺寸重复性也非常良好。
最新研发进展评述
热压成型工艺技术及其工艺装备技术的发展情况具体为:
各类新型材料与工艺技术,诸如WCM、LFI、PHC、DFCM、RPM、TPF等,接连问世,不仅扩展了热压成型工艺的内涵,还极大地丰富了其应用领域,使得热压复合材料成型制品的应用范围得到了显著扩大。
热压成型原材料的制备工艺技术正呈现出多样化的趋势,这一现象不仅推动了热压成型技术的革新,同时也引发了热压成型装备体系的创新和变革。
模压料快速固化和热压工艺技术的应用日益普遍,显著缩短了传统模压工艺的周期,将原本10分钟至2小时的时长压缩至仅需1至5分钟,极大地提高了生产效率。
纤维增强体的浸渍混合技术正逐步从预混、预浸的方式转向现场混合和浸渍。例如,WCM、DFCM等工艺利用低黏度树脂进行混合注胶、喷涂或涂覆,并在现场进行浸渍和热压成型。这种方式省去了预浸胶、预固化和存储等繁琐步骤,显著提升了热压成型的生产效率,同时降低了生产成本。
随着在线成型技术的种类日益丰富,诸如D-SMC、LFT-D等技术逐渐涌现。这些技术省略了传统工艺中熟化和存储等步骤,从而简化了整个工艺流程,并有效缩短了生产周期,同时显著降低了生产成本。
碳纤维热压制品的适用领域得到了显著拓宽,特别是在航空器和汽车轻量化技术方面,碳纤维复合材料的应用技术独占鳌头。
热压制品的发展趋势正逐步从单一的短切纤维增强转向采用连续纤维及其织物进行定制铺设。这种定制铺层技术的运用,不仅有助于优化制品的结构,提升其单位质量的性能,而且还能够显著减轻制件的结构重量,进而降低生产成本。
热塑性预浸料的制备工艺和热压成型技术已经日渐完善开元棋盘牌下载app,正逐步从实验室或小规模生产领域向大规模应用领域拓展,同时,它有逐渐取代传统热固性热压成型工艺的强烈趋势。
多种工艺技术的融合运用:将热压工艺技术与自动铺放技术、挤出成型技术、注射成型技术等其他技术相结合,成功实现了对复杂构件的多样化制造。
热压成型工艺及装备的发展过程中呈现明显的发展趋势:
热压成型技术和相关设备正逐步实现机械化、自动化和快速化。在此过程中,连续纤维预浸料的模压工艺周期已从过去的数小时大幅缩减至目前的几分钟乃至几十秒。
各类成型设备,诸如SMC生产线、浸胶机、聚氨酯注射机或喷涂机、液压机等,还有诸如机械手、传送设备等辅助设施,正逐步朝专业化领域拓展。
为了满足日益增长的轻量化要求,连续纤维及其织物的定向增强技术正日益广泛地应用于零部件的轻量化设计和制造过程之中。
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本篇内容摘自《复合材料学科方向预测及技术路线图》的第五章,主要涉及复合材料产品的制造设备。
注:按姓氏拼音排序
章节负责人
肖军 教授 南京航空航天大学
编写组主要成员
陈博 教授级高工中国复合材料工业协会
高航 教授 大连理工大学
匡伯铭,教授级高级工程师,现供职于无锡新宏泰电气科技有限公司,同时也是中国复合材料工业协会模压专业委员会的成员。
王一奇副教授 大连理工大学
许家忠教授 哈尔滨理工大学
张彦飞副教授 中北大学
审核专家
田会方教授 武汉理工大学