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        復合材料拉擠成型工藝

        發布時間:2019-06-06 09:52:29

          復合材料拉擠成型工藝是在牽引設備的牽引下,將連續纖維或其織物進行樹脂浸潤并通過成型模具加熱使樹脂固化,來生產復合材料型材的工藝方法。

          復合材料拉擠成型技術的首個專利在1951年完成申請,1960年實現首個工程化應。使用該技術生產的復合材料型材廣泛應用于各個行業,例如橋梁支撐、飛機結構梁、體育行業等。經過60多年的發展已經發展出與編織或纏繞技術相結合的混合拉擠成型技術,產品性能進一步提升。
                                         復合材料拉擠成型工藝

          拉擠成型技術的工藝流程可以簡要分為三個步驟:浸潤、成型、固化/冷卻。相較于其他復合材料生產技術,其主要優點如下:

          拉擠工藝優點

          1. 原材料利用率高:

          與傳統鋪層技術相比,拉擠成型技術無需在片狀纖維材料或預浸料上進行切割,直接使用原絲與預浸料帶進行生產,除型材兩端有小部分需要切除外(切除長度取決于初始牽引纖維的長度以及固化模具的長度),生產過程不產生其他廢料。

          2. 可生產復雜結構型材

          目前工程領域適合進行型材生產的工藝技術還有纏繞技術與編織技術,因工作原理限制,以上兩種技術只能生產單型腔簡單截面型材,而且布置縱向增強纖維相對困難。但拉擠成型技術暫時無法有效的生產變截面型材。

          3. 生產效率高:

          拉擠成型技術為自動化或半自動化流水線生產,同時具備&ldquo;成型&rdquo;和&ldquo;固化&rdquo;兩種功能,可實現連續生產。目前拉擠速度可達每分鐘10米,這是其他&ldquo;成型-固化&rdquo;式纖維復合材料生產技術無法比擬的。

          4. 質量優良:

          通過自動化設備,可以在生產過程中對型材牽引力、縱向預緊力、纏繞/編織預緊力、模具溫度分布、樹脂注入壓力、拉擠速度等工藝參數進行精準控制,從而保證整體質量的均一性和可控性。另外,型材固化時由外模具包覆,固化后型材整體尺寸公差小,表面質量高。

          5. 靈活性高:

          通過使用不同的纖維材料與基材進行搭配(例如超高模量單向纖維或多軸向纖維、熱固性樹脂或熱塑性樹脂等)拉擠成型技術可以根據不同的需求生產出適用性迥異的產品。

          6. 拓展/復制性強:

          通過使用相同的模具、工藝參數、原材料,可以快速的在保證相同質量的情況下完成生產線擴展或在其他地區進行復制。無需經驗豐富的鋪層工人或高成本的熱壓罐設備便可以完成大批量、高質量的型材生產。

          綜上所述,與其他纖維復合材料成型方式相比,拉擠成型技術屬于性能優異且經濟的型材生產方式,非常適合大批量生產高質量的纖維復合材料型材。

          拉擠成型設備組成

          1、增強材料傳送系統:如紗架、氈鋪展裝置、紗孔等。

          2、樹脂浸漬:直槽浸漬法最常用,在整個浸漬過程中,纖維和氈排列應十分整齊。

          3、預成型:浸漬過的增強材料穿過預成型裝置,以連續方式謹慎地傳遞,以便確保它們的相對位置,逐漸接近制品的最終形狀,并擠出多余的樹脂,然后再進入模具,進行成型固化。

          4、模具:模具是在系統確定的條件下進行設計的。根據樹脂固化放熱曲線及物料與模具的摩擦性能,將模具分成三個不同的加熱區,其溫度由樹脂系統的性能確定。模具是拉擠成型工藝中最關鍵的部分,典型模具的長度范圍在0.6~1.2m之間。

          5、牽引裝置:牽引裝置本身可以是一個履帶型拉出器或兩個往復運動的夾持裝置,以便確保連續運動。

          6、切割裝置:型材由一個自動同步移動的切割鋸按需要的長度切割。

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