前言
随着高端装备的不断发展,对材料减重、承载、耐候等性能要求越来越高,传统材料越来越难以满足多项要求,复合材料成为各类高端装备发展的重要基础,也正是在此时代背景下,先进复合材料应运而生。先进复合材料具有高比强度和高比模量等优点,尤其具有传统材料所不能比拟的可设计性,为先进复合材料的发展提供了广阔前景。先进复合材料的应用水平已成为衡量一个国家高端装备发展先进性的标准之一。
作为复合材料从业者和教育培训工作者,笔者深刻感觉到,近年来国内复合材料行业出现了前所未有的井喷态势,特别在航空航天、轨道交通、新能源汽车和体育用品等行业,复合材料迎来了巨大的发展机遇。但是,无论是针对高校复合材料技术技能型人才的培养,还是针对复合材料企业技术工人的培训,都迫切需要一本复合材料工艺技术的入门教材和操作指南。因此,本书面向职业院校相关专业学生和复合材料企业生产一线人员,采用图文并茂的形式,介绍先进复合材料的基本知识和应用,重点结合编者30多年的从业经历,着重梳理先进复合材料真空袋-热压罐成型技术的设备、原材料、工艺流程、技术要求和质量控制,以期读者能在短时间内高效、准确地掌握操作技能及实操工况。同时,本书还涉及复合材料夹层结构与结构胶接,以及实际生产中的复合材料修补、安全生产与劳动保护。在本书后简单介绍了近几年复合材料液体成型技术和热塑性复合材料的工艺技术。
本书由冷卫红和罗大为编著。其中,冷卫红编著第2、5、6、10、11、12、15章,罗大为编著第1、3、8、9、13、14章。第4、7章由冷卫红和罗大为共同编著。全书由冷卫红统一定稿。
限于笔者的水平,书中难免有不当之处,敬请读者批评指正。
编著者
深圳职业技术学院
2021年9月19日
商品简介
复合材料是各类高端装备发展的重要基础,《先进复合材料热压罐成型工艺入门》以先进复合材料的热压罐成型工艺在航空、航天领域的应用为主线,概述了复合材料的分类、主流成型工艺及其他热点成型技术,重点结合编者多年的从业经历,系统梳理了复合材料真空袋-热压罐成型技术的设备、原材料、工艺流程、技术要求和质量控制,同时涉及复合材料生产中的复合材料修补、安全生产与劳动保护等。
本书图文并茂,是一本复合材料热压罐成型工艺技术的入门教材和操作指南,可供企业相关人员及材料专业师生参考。
作者简介
冷卫红,研究员,高工。毕业于国防科技大学复合材料专业,中航工业成飞复合材料加工厂工程技术室资深主管工艺师,中航工业成飞复合材料加工厂复合材料工程应用研究实验室研究员,中航工业成飞复合材料加工厂复合材料工程应用研究实验室学术委员会成员。先后在复材技术组、复材车间、复材中心、复合材料加工厂从事复合材料工程项目工艺技术工作。2020年被评为深圳职业技术学院客座教授。
目录
1 复合材料概述001
1.1 复合材料定义和组分002
1.2 复合材料分类003
1.3 先进复合材料简介004
1.3.1 增强纤维004
1.3.2 纤维织物005
1.3.3 树脂基体006
1.4 先进复合材料的特点008
1.4.1 先进复合材料的优点008
1.4.2 先进复合材料的缺点009
1.5 先进复合材料的应用010
1.5.1 民用航空011
1.5.2 军用航空012
1.5.3 其他应用领域014
2 复合材料热压罐成型工艺概述019
2.1 热压罐成型工艺简介020
2.2 热压罐成型工艺特点及流程020
2.2.1 热压罐成型工艺特点021
2.2.2 热压罐成型工艺流程022
2.3 其他复合材料成型方法022
2.3.1 手糊成型法023
2.3.2 喷射成型法023
2.3.3 压制成型法024
2.3.4 缠绕成型法024
2.3.5 拉挤成型法025
2.3.6 液体成型法025
3 预浸料的准备029
3.1 预浸料简介030
3.2 预浸料的质量控制030
3.2.1 外观要求031
3.2.2 树脂含量031
3.2.3 挥发分含量031
3.2.4 面密度032
3.2.5 黏性032
3.2.6 树脂流动度032
3.2.7 凝胶时间032
3.3 预浸料准备工艺流程033
3.3.1 操作前准备033
3.3.2 预浸料的解冻033
3.3.3 手工下料和自动下料035
3.3.4 下料管理036
3.3.5 预浸料的退库037
3.3.6 预浸料的转运管理037
3.3.7 预浸料的使用管理037
4 模具准备039
4.1 常见的模具类型040
4.2 模具的基本要素041
4.2.1 模具的材料041
4.2.2 模具的组成041
4.2.3 模具的特殊要求047
4.3 模具使用前的准备049
4.3.1 模具清理049
4.3.2 粘贴脱模布049
4.3.3 脱模剂施工050
4.3.4 水基脱模剂051
5 样板、软模制作057
5.1 样板制作058
5.2 软模制作059
6 铺叠组装061
6.1 铺叠工艺062
6.2 铺层的特点062
6.3 铺叠前的准备工作063
6.4 铺叠064
6.4.1 第一层为单向带铺叠064
6.4.2 第一层为织物预浸料铺叠064
6.4.3 后续铺层的铺叠及拼接要求064
6.4.4 自动铺放技术066
6.4.5 预压实067
6.4.6 修整铺层边缘067
6.4.7 保护铺叠坯料067
6.4.8 铺叠的质量控制067
6.4.9 如何避免架桥068
6.5 组装封袋069
6.5.1 组装封袋典型图069
6.5.2 封装真空袋注意事项070
6.5.3 复合材料成型用辅助材料071
6.5.4 组装封袋具体步骤074
6.6 如何防止真空袋泄漏075
7 成型固化079
7.1 预吸胶或热封压工艺080
7.2 热压罐的结构和原理081
7.3 固化曲线及固化参数083
7.4 固化运行085
7.4.1 模具的吊装085
7.4.2 模具的摆放085
7.4.3 连接热电偶085
7.4.4 连接真空管路086
7.4.5 真空检漏086
7.4.6 固化记录087
7.4.7 固化运行087
7.4.8 零件出罐087
7.4.9 固化曲线分析088
8 脱模091
8.1 基本要求092
8.2 工艺流程图092
8.3 脱模要求092
8.3.1 开工前准备092
8.3.2 去除辅助材料093
8.3.3 制孔093
8.3.4 零件脱模094
8.3.5 贴模度检查094
8.3.6 标记零件095
8.3.7 模具清理095
8.3.8 称取重量095
8.3.9 测量厚度095
9 后加工097
9.1 切割工具和设备098
9.1.1 手工切割工具098
9.1.2 高速带锯切割机098
9.1.3 高压水切割机099
9.1.4 精密平面磨床099
9.1.5 劳动保护用品100
9.2 划线100
9.3 粗加工101
9.3.1 金刚石砂轮片切割101
9.3.2 高速带锯切割101
9.3.3 高压水切割102
9.3.4 钻孔102
9.3.5 挖孔102
9.3.6 倒圆角103
9.4 精加工103
9.4.1 金刚砂打磨片打磨103
9.4.2 精密平面磨床机械磨削104
9.4.3 复合材料专用机床数控铣削104
9.5 切口封边105
10 检测与交付107
10.1 检查项目108
10.1.1 表面质量108
10.1.2 质量与厚度108
10.1.3 树脂含量108
10.1.4 无损检测109
10.1.5 力学性能测试110
10.2 交付111
10.3 碳纤维复合材料层压制品的常见缺陷及原因111
11 夹层结构与结构胶接115
11.1 夹层结构的特点116
11.2 夹层结构的材料117
11.2.1 面板117
11.2.2 芯子117
11.2.3 胶接用胶黏剂118
11.3 典型蜂窝夹层结构的成型119
11.3.1 组件的准备119
11.3.2 夹层结构的成型119
11.4 复合材料结构胶接120
11.4.1 结构上的优点120
11.4.2 工艺上的特点121
11.4.3 结构胶接的环境条件121
11.4.4 结构胶接的工艺流程121
11.5 复合材料胶接件常见缺陷及原因122
11.5.1 翘曲或扭曲的原因分析122
11.5.2 孔隙或分层的原因分析122
11.5.3 板板或板芯脱粘的原因分析122
12 复合材料的修补125
12.1 涂胶修补法126
12.2 灌注修补法127
12.3 灌封修补法127
12.4 贴片修补法129
12.4.1 胶接共固化贴补修补129
12.4.2 二次胶接贴补修补130
12.5 挖补修补法130
13 液体成型技术131
13.1 树脂转移模塑成型技术(RTM)132
13.2 真空辅助RTM成型技术(VARTM)135
13.3 真空辅助成型技术(VARI)136
13.4 高压RTM成型技术(HP-RTM)136
13.5 树脂浸渗成型技术(SCRIMP)137
14 热塑性复合材料成型技术139
14.1 热塑性树脂基复合材料简介140
14.2 热塑性树脂和纤维的复合方法141
14.2.1 溶液浸渍法 141
14.2.2 熔融浸渍法142
14.2.3 薄膜层压法 142
14.2.4 粉末混合法142
14.2.5 纤维混合法142
14.3 热塑性树脂基碳纤维复合材料的基本成型技术 142
14.3.1 模压成型工艺143
14.3.2 热压罐成型工艺 143
14.3.3 缠绕成型工艺 143
14.3.4 拉挤成型工艺 143
15 安全卫生与劳动保护145
15.1 作业场所的潜在危险146
15.2 使用危险品时的注意事项146
15.3 安全技术及劳动保护147
参考文献148
内容摘要
复合材料是各类高端装备发展的重要基础,《先进复合材料热压罐成型工艺入门》以先进复合材料的热压罐成型工艺在航空、航天领域的应用为主线,概述了复合材料的分类、主流成型工艺及其他热点成型技术,重点结合编者多年的从业经历,系统梳理了复合材料真空袋-热压罐成型技术的设备、原材料、工艺流程、技术要求和质量控制,同时涉及复合材料生产中必备的复合材料修补、安全生产与劳动保护等。
本书图文并茂,是一本复合材料热压罐成型工艺技术的入门教材和操作指南,可供企业相关人员及材料专业师生参考。
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