手糊成型工艺

手糊成型工艺是指用手工或在机械辅助下，将增强材料和热固性树脂铺覆在模具上，树脂固化后形成复合材料的一种成型方法。

手工铺贴主要使用两种原料：单向预浸带、织物预浸料。单向预浸料可以铺贴复杂形状，但是裁剪废料率高。织物预浸料相比单向预浸带劳动强度较小，但性能较单向预浸带低。同时，手糊成型的方式的共同缺点就是大尺寸构件铺贴较为困难。

自动铺贴工艺

适用于厚度变化均匀的平板或形状简单的构件，生产效率高、铺放成本低，同时自动切割，铺层裁剪废料减少，且不需要真空压实。自动铺贴也可以对带形状的曲面进行铺放，其铺层厚度控制精确，空隙含量低，小于1％，纤维角度也不受限制。但成本过高，主要应用于大批量工业复合材料零件的制作（如机翼）。

缠绕成型

将预浸丝或预浸带按预定方式缠绕在芯模上，然后固化脱模成为复合材料制品。

缠绕成型分为：

1、干法缠绕： 将预浸纱带（或预浸布），在缠绕机上经加热至粘流状态并缠绕到芯模上的成型工艺过程。干法缠绕产品质量稳定（含胶量、尺寸）；缠绕速度快，劳动卫生条件好，但设备投入大。

2、湿法缠绕： 将无捻粗纱经浸胶后直接缠绕到芯模上。此方法不需要预浸设备，设备投入较少，便于选材。但是纱片质量与张力需严格控制，且固化时易产生气泡。

3、半干法缠绕： 将无捻粗纱浸胶后，随机预烘干，然后缠绕到芯模上。

缠绕成型有以下特点：

1、适用于旋转体(圆柱形壳体和密闭容器)；

2、生产自动化、效率高、成本低；

3、纤维体积含量高；

4、材料利用率高，无废料；

5、大直径零件的树脂含量难以控制；

6、形状受限制，对变曲面零件，难以保持纤维缠绕角度。

喷射成型

优点：

1、成形后修整加工量少，提高原材料的利用率；

2、成本低（无需热压罐、无需制备预浸料）。

缺点：

1、制件的树脂含量较高；

2、厚度偏差较大；

3、短切纤维性能较差。

拉挤成型

优点：

1、可以连续、大批量生产；

2、尺寸控制精度高；

3、原材料利用率高；

4、自动化生产，成本低。

缺点：

1、目前只能生产等截面的型材；

2、需要拉挤预浸料的模具；

3、非0°方向铺层定向困难。

热压罐成型

优点：

1、制件尺寸稳定，重复性好；

2、可成形纤维体积含量高（60％-65％）的零件；

3、力学性能可靠；

4、可成形所有的材料；

5、可固化不同厚度的层合板；

6、可制造复杂曲面的零件。

缺点：

1、制件大小受热压罐尺寸限制；

2、周期长、生产效率低；

3、耗能高，运行成本高。

RTM成型

在压力注入或外加真空辅助的条件下，使具有反应活性的低黏度液态树脂在闭合模具里流动并排除气体，浸润并浸渍干态纤维体，树脂在模具内通过热引发交联反应，完成固化。

优点：

1、闭合模成形尺寸稳定、精度高、表面光滑；

2、成形后修整加工量少，原材料利用率高；

3、纤维体积含量可达55％-60％；

4、采用预成形体提高损伤容限性能；

5、无需预浸料，不进热压罐，成本低。

缺点：

1、闭合模具密封要求高，初始费用高；

2、空隙含量较高，树脂注入前需加热；

3、预成形体难以准确置入模具并保持在恰当的位置。

RFI成型

固态或半固态树固脂膜置于干态纤维体下，树脂从底部向上渗透，浸润纤维及排气，在浸透状态完成固化。

优点：

1、模具较RTM模具简单；

2、树脂沿厚度方向流动， 更容易浸润纤维；

3、无需预浸料，成本低。

VARI成型

在单面模具上，真空条件下，树脂浸渍干态纤维后成型。

优点：

1、制件无尺寸限制；

2、修整加工量少，原材料利用率高；

3、无需预浸料，成本低。

RFI成型与VARI成型共有以下缺点：

1、尺寸精度和表面质量不如RTM；

2、只适用于大平面或简单曲面的零件；

3、生产效率较RTM低；

4、制件的空隙含量较高。

文章来源 | 复材殿堂      

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