第一篇：超硬材料樹脂磨具的固化工藝

經(jīng)熱壓成型的砂輪毛坯雖然已具備了一定的形狀和強度，但還不能達到完全固化，必須經(jīng)過進一步的熱處理，使樹脂與固化劑充分反應(yīng)，形成交聯(lián)的網(wǎng)狀或者體型狀結(jié)構(gòu)，砂輪才具有更高的強度、硬度和良好的磨削性能。

1、固化機理

酚醛樹脂屬于熱塑性線型高分子化合物，具有可溶可熔性，分子量通常在300~1000左右。由于在樹脂結(jié)構(gòu)中還存在未反應(yīng)的活性點，因此當(dāng)遇到固化劑烏洛托品時，就會進一步產(chǎn)生縮聚反應(yīng)，形成不溶不熔的網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。

聚酰亞胺的固化屬于一個不加固化劑的內(nèi)聚過程，它分兩步進行：（1）雙馬來酰亞胺與4，4—二胺基二苯甲烷預(yù)聚成可熔性聚酰亞胺；（2）將預(yù)聚物在較高的溫度下環(huán)化成不熔性聚酰亞胺。

2、固化方法

常用的固化方法有兩種

（1）一次固化法：砂輪在壓機內(nèi)保壓時，加熱固化30~40 min后即成產(chǎn)品，它特別適合小而薄的砂輪及異型砂輪。

（2）二次固化法：對于大而厚的產(chǎn)品，一次在壓機上只能進行初步加熱固化，必須送進電烘箱內(nèi)進行二次補充固化。

3、固化設(shè)備及裝爐

固化所用的主要設(shè)備是電熱干燥箱。

經(jīng)熱壓成型的砂輪制品，已具有一定的強度，并有基體支撐，為了充分利用烘箱空間，可將多片砂輪重疊裝爐進行二次固化。但對個別異型砂輪和容易變形的砂輪還需采用鐵板夾好進行固化，甚至還要裝模固化，對于φ10mm以下的冷壓砂輪則必須垂直埋入石英砂中進行固化，以保證制品受熱均勻，不受烘箱內(nèi)溫度波動的影響。

4、固化規(guī)范

（1）最高固化溫度的確定

根據(jù)結(jié)合劑性質(zhì)的不同而采用不同的溫度。對于酚醛樹脂來說，它與固化劑產(chǎn)生反應(yīng)的溫度一般是180℃左右，所以砂輪最高固化溫度范圍應(yīng)在（180±5）℃為好，低于或高于這個溫度范圍，就會出現(xiàn)生燒或碳化，砂輪的機械性能就無法保證。

對于聚酰亞胺樹脂來說，它需要在高溫下脫水生成環(huán)化的聚酰亞胺鏈，以增加分子的剛度，變?yōu)椴蝗懿蝗郛a(chǎn)物，故聚酰亞胺樹脂磨具最高固化溫度應(yīng)在230℃左右。溫度降低時，環(huán)化反應(yīng)不易進行，制品強度低。

（2）升溫速度

升溫速度應(yīng)根據(jù)磨具的特性來確定。它與下列因素有關(guān)： ①熱壓時的固化時間有關(guān)

在熱壓機上固化時間長的，揮發(fā)物基本上已排出干凈，可以升溫快，壓機上固化時間短的，則二次固化時升溫要慢，冷壓砂輪揮發(fā)物多，升溫速度更宜緩慢。

②結(jié)合劑種類

熱塑性酚醛樹脂的聚合溫度為100℃。因此在低于100℃以前，沒有什么聚合反應(yīng)發(fā)生，故可以自由升溫。140℃以后，樹脂與固化劑有固化反應(yīng)發(fā)生，升溫宜慢。對于聚酰亞胺來說，由于預(yù)聚溫度高，故在180℃以后，應(yīng)慢速升溫至230℃。

③磨具的形狀、粒度

磨具形狀復(fù)雜的，粒度，宜采用慢速升溫，反之，則可快速升溫。④保溫時間

為了使磨具固化完全，保證磨具的強度。樹脂磨具在最高溫度應(yīng)具有一定的保溫時間，保溫時間的長短與最高固化溫度在并，固化溫度高，時間可短；固化溫度低，時間應(yīng)長。酚醛樹脂磨具在180℃保溫2~3h，聚酰亞胺樹脂磨具在230℃保溫4~5h。

第二篇：樹脂磨具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作指南之一

●樹脂磨具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作指南之一《原材料》80.0元/冊

主要介紹各種通用的磨料和酚醛樹脂，充分講述各種原材料的各項理化指標的真實含義。

●樹脂磨具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作指南之二《輔助材料》80.0元/冊

主要介紹各種填充材料和玻璃纖維增強網(wǎng)布的理化性能以及它們在樹脂磨具產(chǎn)品。中的基本作用

●樹脂磨具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作指南之三《混料技術(shù)與工藝》280.0元/冊

主要介紹不同品種、不同規(guī)格、不同用途的樹脂磨具產(chǎn)品（普通切割砂輪、超薄切割砂輪、高強切割砂輪、普通鈸型磨削砂輪、高強鈸型磨削砂輪）的基本生產(chǎn)配方、混料工藝流程及成型料的質(zhì)量評價。

●樹脂磨具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作指南之四《成型技術(shù)與工藝》220.0元/冊

主要介紹磨具成型密度的確定、磨具重量的計算、手動成型工藝流程、自動成型工藝流程、施壓方法（熱壓、冷壓以及壓力大小的確定）和磨具半成品的質(zhì)量檢驗。

●樹脂磨具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作指南之五《固化技術(shù)與工藝》220.0元/冊

主要介紹磨具半成品的疊裝擺放、裝爐密度、酚醛樹脂固化基本原理和固化升溫曲線。

●樹脂磨具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作指南之六《磨具的質(zhì)量檢驗》220.0元/冊

主要介紹樹脂磨具產(chǎn)品的抽樣檢驗方法、抽樣檢驗的有關(guān)規(guī)定、磨具外觀的檢驗、幾何尺寸和形位公差的檢驗、磨具硬度的檢驗、磨具靜平衡度的檢驗、磨具動平衡的檢驗和磨具回轉(zhuǎn)強度的檢驗。

●樹脂磨具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作指南之七《樹脂磨具產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制》260.0元/冊

主要介紹樹脂磨具在生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制的五大要點，包括強度、鋒利度、耐用性、平衡度和外觀五個方面，這五個方面是樹脂磨具質(zhì)量保證的關(guān)鍵。

●樹脂磨具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作指南之八《樹脂磨具產(chǎn)品常見質(zhì)量問題的分析》280.0元/冊

主要介紹樹脂磨具產(chǎn)品在使用中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題，通過強度、鋒利度、耐用性、平衡度和外觀五個方面深刻分析產(chǎn)生這些問題的原因，從而在生產(chǎn)過程中加以改進和加強監(jiān)控，最終杜絕各類質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

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第三篇：樹脂基復(fù)合材料成型工藝

樹脂基復(fù)合材料成型工藝

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：（1）手糊成型工藝--濕法鋪層成型法；（2）噴射成型工藝；

（3）樹脂傳遞模塑成型技術(shù)（RTM技術(shù)）；（4）袋壓法（壓力袋法）成型；（5）真空袋壓成型；（6）熱壓罐成型技術(shù)；（7）液壓釜法成型技術(shù)；（8）熱膨脹模塑法成型技術(shù)；（9）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)；（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：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：

（1）材料制造與制品成型同時完成 一般情況下，復(fù)合材料的生產(chǎn)過程，也就是制品的成型過程。材料的性能必須根據(jù)制品的使用要求進行設(shè)計，因此在造反材料、設(shè)計配比、確定纖維鋪層和成型方法時，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。

（2）制品成型比較簡便 一般熱固性復(fù)合材料的樹脂基體，成型前是流動液體，增強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 材料簡單的多，對于某些制品僅需一套模具便能生產(chǎn)?！?成型工藝

層壓及卷管成型工藝

1、層壓成型工藝

層壓成型是將預(yù)浸膠布按照產(chǎn)品形狀和尺寸進行剪裁、疊加后，放入兩個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。現(xiàn)在，印刷電路板材已廣泛應(yīng)用于各類收音機、電視機、電話機和移動電話機、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，具有機械化、自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點，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上的熱輥，將膠布軟化，使膠布上的樹脂熔融。在一定的張力作用下，輥筒在運轉(zhuǎn)過程中，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)機械法兩種。其基本過程是：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。引頭布的長度約為800～1200mm，視管徑而定，引頭布與膠布的搭接長度，一般為150～250mm。在卷制厚壁管材時，可在卷制正常運行后，將芯模的旋轉(zhuǎn)速度適當(dāng)加快，在接近設(shè)計壁厚時再減慢轉(zhuǎn)速，至達到設(shè)計厚度時，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，測量管坯外徑，合格后，從卷管機上取出，送入固化爐中固化成型。

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。

（1）原材料 預(yù)浸膠布生產(chǎn)所需的主要原材料有增強材料（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）和合成樹脂（如酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機硅樹脂等）。

（2）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)浸膠槽浸漬樹脂膠液，通過刮膠裝置和牽引裝置控制膠布的樹脂含量，在一定的溫度下，經(jīng)過一定時間的洪烤，使樹脂由A階轉(zhuǎn)至B階，從而得到所需的預(yù)浸膠布。通常將此過程稱之為玻璃的浸膠。樹脂傳遞模塑成型 樹脂傳遞模塑成型簡稱RTM（Resin Transfer Molding）。RTM起始于50年代，是手糊成型工藝改進的一種閉模成型技術(shù)，可以生產(chǎn)出兩面光的制品。在國外屬于這一工藝范疇的還有樹脂注射工藝（Resin Injection）和壓力注射工藝(Pressure Infection)。RTM的基本原理是將玻璃纖維增強材料鋪放到閉模的模腔內(nèi)，用壓力將樹脂膠液注入模腔，浸透玻纖增強材料，然后固化，脫模成型制品。

從上前的研究水平來看，RTM技術(shù)的研究發(fā)展方向?qū)ㄎC控制注射機組，增強材料預(yù)成型技術(shù)，低成本模具，快速樹脂固化體系，工藝穩(wěn)定性和適應(yīng)性等。

RTM成型技術(shù)的特點：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增強材料可以任意方向鋪放，容易實現(xiàn)按制品受力狀況例題鋪放增強材料；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。已開發(fā)的產(chǎn)品有：汽車殼體及部件、娛樂車構(gòu)件、螺旋漿、8.5m長的風(fēng)力發(fā)電機葉片、天線罩、機器罩、浴盆、沐浴間、游泳池板、座椅、水箱、電話亭、電線桿、小型游艇等。

（1）RTM工藝及設(shè)備 成型工藝 RTM全部生產(chǎn)過程分11道工序，各工序的操作人員及工具、設(shè)備位置固定，模具由小車運送，依次經(jīng)過每一道工序，實現(xiàn)流水作業(yè)。模具在流水線上的循環(huán)時間，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)備主要是樹脂壓注機和模具。①樹脂村注機 樹脂壓注機由樹脂泵、注射槍組成。樹脂泵是一組活塞式往復(fù)泵，最上端是一個空氣動力泵。當(dāng)壓縮空氣驅(qū)動空氣泵活塞上下運動時，樹脂泵將桶中樹脂經(jīng)過流量控制器、過濾器定量地抽入樹脂貯存器，側(cè)向杠桿使催化劑泵運動，將催化劑定量地抽至貯存器。壓縮空氣充入兩個貯存器，產(chǎn)生與泵壓力相反的緩沖力，保證樹脂和催化劑能穩(wěn)定的流向注射槍頭。注射槍口后有一個靜態(tài)紊流混合器，可使樹脂和催化劑在無氣狀態(tài)下混合均勻，然后經(jīng)槍口注入模具，混合器后面設(shè)計有清洗劑入口，它與一個有0.28MPa壓力的溶劑罐相聯(lián)，當(dāng)機器使用完后，打開開關(guān)，溶劑自動噴出，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，一般來講，RTM的模具費僅為SMC的2%～16%。

（2）RTM原材料 RTM用的原材料有樹脂體系、增強材料和填料。

樹脂體系 RTM工藝用的樹脂主要是不飽和聚酯樹脂。

增強材料 一般RTM的增強材料主要是玻璃纖維，其含量為25%～45%（重量比）；常用的增強材料有玻璃纖維連續(xù)氈、復(fù)合氈及方格布。

填料 填料對RTM工藝很重要，它不僅能降低成本，改善性能，而且能在樹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%。◇ 成型工藝

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。其成型過程是用手工鋪疊方式，將增強材料和樹脂（含預(yù)浸材料）按設(shè)計方向和順序逐層鋪放到模具上，達到規(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，是為了提高制品的密實度和層間粘接強度。

以高強度玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維和環(huán)氧樹脂為原材料，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、導(dǎo)彈、衛(wèi)星和航天飛機。如飛機艙門、整流罩、機載雷達罩，支架、機翼、尾翼、隔板、壁板及隱形飛機等。（1）袋壓法

袋壓成型是將手糊成型的未固化制品，通過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，固化。

袋壓成型法的優(yōu)點是：①產(chǎn)品兩面光滑；②能適應(yīng)聚酯、環(huán)氧和酚醛樹脂；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。（2）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)，通過壓縮氣體或液體對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熱壓釜內(nèi)，通入蒸汽（壓力為1.5～2.5MPa），并抽真空，對制品加壓、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，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，目前國內(nèi)最大的熱壓釜直徑為2.5m，長18m，已開發(fā)應(yīng)用的產(chǎn)品有機翼、尾翼、衛(wèi)星天線反射器，導(dǎo)彈再入體、機載夾層結(jié)構(gòu)雷達罩等。此法的最大缺點是設(shè)備投資大，重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費用高等。

液壓釜法 液壓釜是一個密閉的壓力容器，體積比熱壓釜小，直立放置，生產(chǎn)時通入壓力熱水，對未固化的手糊制品加熱、加壓，使其固化。液壓釜的壓力可達到2MPa或更高，溫度為80～100℃。用油載體、熱度可達200℃。此法生產(chǎn)的產(chǎn)品密實，周期短，液壓釜法的缺點是設(shè)備投資較大。

（3）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，對制品施工壓力。熱膨脹模塑法的陽模是膨脹系數(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模和陰模之間。加熱時由于陽、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?！?成型工藝

噴射成型技術(shù)

噴射成型技術(shù)是手糊成型的改進，半機械化程度。噴射成型技術(shù)在復(fù)合材料成型工藝中所占比例較大，如美國占9.1%，西歐占11.3%，日本占21%。目前國內(nèi)用的噴射成型機主要是從美國進口。

(1)噴射成型工藝原理及優(yōu)缺點

噴射成型工藝是將混有引發(fā)劑和促進劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側(cè)噴出，同時將切斷的玻纖粗紗，由噴槍中心噴出，使其與樹脂均勻混合，沉積到模具上，當(dāng)沉積到一定厚度時，用輥輪壓實，使纖維浸透樹脂，排除氣泡，固化后成制品。

噴射成型的優(yōu)點：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，無接縫，層間剪切強度高，樹脂含量高，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。其缺點為：①樹脂含量高，制品強度低；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15kg/min，故適合于大型船體制造。已廣泛用于加工浴盆、機器外罩、整體衛(wèi)生間，汽車車身構(gòu)件及大型浮雕制品等。

（2）生產(chǎn)準備

場地 噴射成型場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。材料準備 原材料主要是樹脂（主要用不飽和聚酯樹脂）和無捻玻纖粗紗。

模具準備 準備工作包括清理、組裝及涂脫模劑等。

噴射成型設(shè)備 噴射成型機分壓力罐式和泵供式兩種：①泵式供膠噴射成型機，是將樹脂引發(fā)劑和促進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。其組成部分為氣動控制系統(tǒng)、樹脂泵、助劑泵、混合器、噴槍、纖維切割噴射器等。樹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。在空壓機作用下，樹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。這種噴射機只有一個膠液噴槍，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，引發(fā)劑浪費少，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是將樹脂膠液分別裝在壓力罐中，靠進入罐中的氣體壓力，使膠液進入噴槍連續(xù)噴出。安是由兩個樹脂罐、管道、閥門、噴槍、纖維切割噴射器、小車及支架組成。工作時，接通壓縮空氣氣源，使壓縮空氣經(jīng)過氣水分離器進入樹脂罐、玻纖切割器和噴槍，使樹脂和玻璃纖維連續(xù)不斷的由噴槍噴出，樹脂霧化，玻纖分散，混合均勻后沉落到模具上。這種噴射機是樹脂在噴槍外混合，故不易堵塞噴槍嘴。（3）噴射成型工藝控制

噴射工藝參數(shù)選擇：①樹脂含量 噴射成型的制品中，樹脂含量控制在60%左右。②噴霧壓力 當(dāng)樹脂粘度為0.2Pa2s，樹脂罐壓力為0.05～0.15MPa時，霧化壓力為0.3～0.55MPa，方能保證組分混合均勻。③噴槍夾角 不同夾角噴出來的樹脂混合交距不同，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：①環(huán)境溫度應(yīng)控制在（25±5）℃，過高，易引起噴槍堵塞；過低，混合不均勻，固化慢；②噴射機系統(tǒng)內(nèi)不允許有水分存在，否則會影響產(chǎn)品質(zhì)量；③成型前，模具上先噴一層樹脂，然后再噴樹脂纖維混合層；④噴射成型前，先調(diào)整氣壓，控制樹脂和玻纖含量；⑤噴槍要均勻移動，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，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噴射機用完后要立即清洗，防止樹脂固化，損壞設(shè)備。◇ 成型工藝

泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

（1）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。

（2）泡沫塑料制造技術(shù) 生產(chǎn)泡沫塑料的發(fā)泡方法較多，有機械發(fā)泡法、惰性氣體混溶減壓發(fā)泡法、低沸點液體蒸發(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機械發(fā)泡法 利用強烈機械攪拌，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（如氮氣、二氧化碳等）無色、無臭、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低沸點液體蒸發(fā)發(fā)泡法 將低沸點液體壓入聚合物中，然后加熱聚合物，當(dāng)聚合物軟化、液體達到沸點時，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)放出二氧化碳或氮氣等使聚合物膨脹發(fā)泡成泡沫體。

（3）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)場澆注成型法和連續(xù)機械成型法三種。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)點是能適用各種泡沫塑料，工藝簡單，不需要復(fù)雜機械設(shè)備等。其缺點是生產(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、彈性體貯存樹脂成型工藝（ERM）、增強反應(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，固化成型。

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5m，以φ1200mm以上管徑經(jīng)濟效果最佳，離心管的長度2～12m，一般為6 m。

離心玻璃鋼管的優(yōu)點很多，與普通玻璃鋼管和混凝土管相比，它強度高、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，其最大特點是剛度大，成本低，管壁可以按其功能設(shè)計成多層結(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。

（1）原材料

生產(chǎn)離心管的原材料有樹脂、玻璃纖維及填料（粉狀和粒狀填料）等。

樹脂 應(yīng)用最廣的是不飽和聚酯樹脂，可根據(jù)使用條件和工藝要求選擇樹脂牌號和固化劑。

增強材料 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，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。（2）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)是把樹脂、纖維和填料的供料裝置，統(tǒng)一安裝在可往復(fù)運動的小車上。

（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)計要保證有足夠的強度和剛度，防止旋轉(zhuǎn)、震動過程中變形。模具由管身、封頭、托輪箍組成。管身由鋼板卷焊而成，小直徑管身可用無縫鋼管。封頭的作用是增加管模端頭的強度和防止物料外流。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)無纖維增強的復(fù)合材料制品，如人造大理石，鈕扣、包埋動、植物標本、工藝品、錨桿固定劑、裝飾板等。

澆注成型比較簡單，但要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，則需要熟練的操作技術(shù)。

（1）鈕扣生產(chǎn)工藝

用聚酯樹脂澆注的鈕扣，具有硬度高，光澤好，耐磨、耐燙、耐干洗、花色品種多及價格低等優(yōu)點，目前在國內(nèi)外已基本取代了有機玻璃鈕扣，占鈕扣市場80%以上。生產(chǎn)鈕扣的原料主要是不飽和聚酯樹脂、固化劑（引發(fā)劑采用過氧化甲乙酮）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脂，填料和顏料：①樹脂 生產(chǎn)人造石材的樹脂分面層和結(jié)構(gòu)層兩各，表面裝飾層樹脂要求收縮性小，有韌性、硬度好，耐熱、耐磨、耐水等，同時要求易調(diào)色。辛戌二醇鄰苯型樹脂用于人造石材，辛戌二醇間苯型樹脂用于生產(chǎn)衛(wèi)生潔具。固化體系，常用過氧化甲乙酮、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，要選用耐光、耐水及耐久的顏料。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、有足夠的強度和剛度，能經(jīng)受生產(chǎn)過程中的熱應(yīng)力、搬運荷載及碰撞等。

3、彈性體貯樹脂模塑成型技術(shù)

彈性體貯樹脂模塑成型（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（開孔聚氨酯泡沫塑料）作為芯材并滲入樹脂糊。這種滲有樹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，給它帶來優(yōu)于SMC的特點：（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）搞沖擊強度高：在增強材料含量相同的條件下，ERM比SMC的抗沖擊強度高很多；（4）物理力學(xué)性能高：在增強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）投資費用低：ERM成型機組比SMC機組簡單，ERM制品成型壓力比SMC制品低10倍左右，故生產(chǎn)ERM制品時可以采用低噸位壓機和低強度材料模具，從而減少建投資。

ERM制品生產(chǎn)工藝分為ERM制造和ERM制品成型兩個過程：（1）ERM生產(chǎn)工藝 ERM生產(chǎn)原材料為開孔聚氨酯泡沫塑料，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）和各種熱固性樹脂。其生產(chǎn)過程如下：先在ERM機組上將調(diào)好的樹脂糊浸漬開孔聚氨酯泡沫塑料，通過涂刮器將樹脂糊涂到泡沫上，用壓輥將樹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。

（2）ERM制品生產(chǎn)工藝 ERM制品生產(chǎn)過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，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，活動房屋、雷達罩，房門等。在汽車工業(yè)中的制品有行李車拖斗、蓋板、儀表盤、保險杠、車門、底板等。

4、增強反應(yīng)注射模塑技術(shù)

增強反應(yīng)注射模塑工藝（Reinforced Reaction Injection Molding, RRIM）是利用高壓沖擊來混合兩種單體物料及短纖維增強材料，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)纖維增強時，稱為結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射模塑（Structure Reaction Injection Molding, SRIM）。RRIM的原材料分樹脂體系和增強材料兩類

（1）樹脂體系 生產(chǎn)RRIM的樹脂應(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脂、不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂。

（2）增強材料 常用的增強材料有玻璃纖維粉、玻璃纖維和玻璃微珠。為了增加增強材料與樹脂的粘接強度，上述增強材料都采用增強偶聯(lián)劑進行表面處理。

RRIM的工藝特點：①產(chǎn)品設(shè)計自由度大，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，無模壓應(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材料，減少了樹脂固化收縮；④制品鑲嵌件工藝簡便；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)備簡單，模具費用低，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，可做汽車保險杠、儀表盤，高強度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，在電絕緣工程、防腐工程、機械儀表工業(yè)中代替工程塑料及高分子合金應(yīng)用。

第四篇：超硬材料的應(yīng)用與發(fā)展前景

現(xiàn)狀：我國金剛石制品企業(yè)只分到小杯羹

“金剛石產(chǎn)量占全世界80%，立方氮化硼占全世界60%以上。去年我國的砂輪增長60%，鉆頭增長30%，鋸片增加17%，但是制品工具仍然滯后于金剛石的發(fā)展。我國是全世界的生產(chǎn)大國，正在向強國邁進。現(xiàn)在國內(nèi)幾個生產(chǎn)金剛石的大廠，能合成幾個毫米大的鉆石單晶，總的質(zhì)量水平在提高，但我們必須看到，經(jīng)濟附加值不高，高檔產(chǎn)品的市場還被發(fā)達國家占有?！痹诤铣膊牧蠀f(xié)會秘書長瞿銘的重要報告中可以了解，目前國內(nèi)金剛石企業(yè)在世界超硬行業(yè)中的地位正在提高，而金剛石制品企業(yè)的發(fā)展卻相對較為落后。與之相呼應(yīng)的還有中國礦業(yè)大學(xué)（北京）超硬刀具材料研究所所長、教授、博導(dǎo)鄧福銘作的報告中的數(shù)據(jù)：元素六在金剛石工具市場的占有率為30%，DI公司占20%，日本住友占18%，韓國日進占9%??在以元素六為首的7家國外公司就占據(jù)了整個金剛石工具市場的94%，除去其他的國外金剛石制品企業(yè)，也就意味著中國所有金剛石工具企業(yè)只占百分之零點幾。這一方面說明我國金剛石制品企業(yè)目前技術(shù)的滯后與不成熟，另一方面也預(yù)示著金剛石制品企業(yè)的市場前景廣闊，大有可為。

同時，鄧教授也指出影響金剛石工具技術(shù)發(fā)展的因素主要有以下幾點：一是市場的需求，二是政策導(dǎo)向，三是研發(fā)技術(shù)水平，四是研發(fā)科研團隊，五是科技人員的科研興趣。

趨勢：競爭更為激烈，走自主創(chuàng)新與跨越式發(fā)展之路

“超硬磨具將逐步取代普通磨料磨具，如金剛石砂帶的出現(xiàn)及優(yōu)勢”、“超硬材料制品工具向節(jié)能減排環(huán)保型的產(chǎn)品發(fā)展”、“超硬材料行業(yè)企業(yè)完全符合國家節(jié)能減排的政策”、“PDC產(chǎn)品將占相當(dāng)?shù)牡匚弧??在各種觀點和意見的碰撞中，不難預(yù)測，超硬材料行業(yè)的美好未來和前景的廣闊。但如何迎來美好未來，國內(nèi)超硬材料制品企業(yè)需要做的還有很多，隨著越來越多國外先進的超硬材料企業(yè)入駐中國，考察中國超硬材料市場，在中國建廠。宣告國外企業(yè)加大了力度進入中國，而國內(nèi)超硬材料企業(yè)也將面臨更為激烈的市場競爭?！白咦灾鲃?chuàng)新與跨越式發(fā)展之路，而不是集成創(chuàng)新與漸進式發(fā)展?！编嚫ｃ懡淌诮ㄗh，并從企業(yè)戰(zhàn)略角度思考，認為企業(yè)需抓住關(guān)鍵點，開展創(chuàng)新性基礎(chǔ)研究工作，采用新工藝、新設(shè)備，重點發(fā)展集中高附加值產(chǎn)品，這些建議得到了在場嘉賓的贊同和認可，其他演講嘉賓也從知識產(chǎn)品保護的重視、如何避免惡性競爭，加強技術(shù)團隊建設(shè)等方面進行了探討和展望。

參考磨商網(wǎng)鏈接:

第五篇：樹脂基復(fù)合材料成型工藝發(fā)展進程研究

樹脂基復(fù)合材料成型工藝發(fā)展進程研究

摘要：本文介紹了樹脂基復(fù)合材料成型工藝的發(fā)展進程及目前樹脂基復(fù)合材料主要使用的成型工藝方法：手糊成型工藝、噴射成型工藝、模壓成型工藝、RTM成型工藝、注射成型工藝、纖維纏繞成型工藝、拉擠成型工藝進行了介紹，并對主要的成型工藝方法進行了比較；對樹脂基復(fù)合材料成型工藝的發(fā)展情況及趨勢進行了敘述。

關(guān)鍵詞：樹脂基復(fù)合材料；成型工藝；發(fā)展進程背景介紹

樹脂基復(fù)合材料于1932年在美國誕生，至今已有80多年的發(fā)展歷史。二戰(zhàn)期間，美國首次以玻璃纖維增強聚酯樹脂，以手糊成型工藝制造軍用雷達罩和遠航飛機油箱，為樹脂基復(fù)合材料在工業(yè)中的應(yīng)用開辟了道路。

1950年，真空袋和壓力袋壓成型工藝研制成功，并試制成功直升飛機的螺旋槳；1949年，研制成果玻璃纖維預(yù)混料，利用傳統(tǒng)的對模法壓制成表面光潔的玻璃鋼零件；60年代美國用纖維纏繞工藝研制成功“北斗星A”導(dǎo)彈發(fā)動機殼體，此后高壓容器和壓力管道相繼問世。為了提高手糊成型的生產(chǎn)率，在此期間，玻璃纖維聚酯樹脂噴射成型工藝得到了發(fā)展和應(yīng)用，使生產(chǎn)率提高了2～4倍。1961年德國研制成功片狀模塑料（SMC），使模壓成型工藝達到了新水平；1963年，玻璃鋼板材開始工業(yè)化生產(chǎn)；1965年，美國和日本用SMC壓制汽車部件、浴盆、船上構(gòu)件等。拉擠成型工藝始于50年代，60年代中期實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；70年代，樹脂反應(yīng)注射成型（RIM）和增強樹脂反應(yīng)注射成型（RRIM）研究成功，產(chǎn)品倆面光，廣泛用于衛(wèi)生潔具和汽車零件的生產(chǎn)。60年代，熱塑性復(fù)合材料得到發(fā)展，其成型工藝主要是注射成型和擠出成型，并只用于生產(chǎn)短纖維增強塑料。樹脂基復(fù)合材料成型工藝發(fā)展現(xiàn)狀

目前，世界各國已經(jīng)形成了從原材料、成型工藝、機械設(shè)備、產(chǎn)品種類及性能檢驗等較完整的工業(yè)體系，與其他工業(yè)相比，發(fā)展速度很快。樹脂基復(fù)合材料的成型工藝也從最初的手工操作工藝逐步向技術(shù)密集，高度自動化、高生產(chǎn)率、高穩(wěn)定性的成型方法上發(fā)展，并隨著應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛開拓，出現(xiàn)了多種成型工藝并存，并不斷衍生出新生工藝的發(fā)展態(tài)勢。目前各種主要成型工藝所占比例如圖1所示。

圖1 主要成型工藝占比

2.1 手糊成型工藝

手糊成型工藝又稱低壓接觸成型工藝，是樹脂基復(fù)合材料工業(yè)中使用最早的一種工藝方法，操作方法簡單，幾乎可適用于所有的復(fù)合材料制品的生產(chǎn)，且投入小，但對操作人員技術(shù)熟練程度的依賴性較大，生產(chǎn)出的制品單面光潔，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。隨著各種新工藝方法的不斷涌現(xiàn)，手糊成型工藝所占比例逐漸降低，但手糊工藝所具有的獨特的其他工藝不可替代的特點，尤其是在生產(chǎn)大型制品方面，故目前該工藝方法仍占有重要的地位。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：建筑雕塑領(lǐng)域如采光頂、活動房屋等；交通設(shè)施領(lǐng)域如游艇、汽車殼體、發(fā)動機罩等；環(huán)境與能源領(lǐng)域如風(fēng)力發(fā)電機用機艙罩、葉片、沼氣池等；體育游樂設(shè)備領(lǐng)域如游樂車、水滑梯等。手糊成型工藝如圖2所示。

圖2 手糊成型工藝

2.2 噴射成型工藝

噴射成型工藝是利用噴射設(shè)備將樹脂霧化，并與即時切斷的纖維在空間混合后落在模具上面，然后壓實排出氣泡固化，是在手糊工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是將手糊操作中的纖維鋪覆和浸膠工作由設(shè)備來完成，是一種相對效率較高的工藝，其生產(chǎn)效率是手糊工藝的2～4倍。噴射工藝同樣對操作人員的技術(shù)水平依賴大，且由于增強纖維以斷切的形式存在，樹脂含量高，制品的強度較低，同時由于噴射設(shè)備的原因，其采用陽模成型方便，而采用陰模成型困難較大，且大型制品比小型制品更適合于噴射成型工藝。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：噴射成型工藝主要應(yīng)用于大型產(chǎn)品的制作及建筑物補強等，代表性的產(chǎn)品有玻璃鋼浴缸、整體衛(wèi)生間、卡車導(dǎo)流罩、凈化槽、船身等。噴射成型工藝如圖3所示。

圖3 噴射成型工藝

2.3 模壓成型工藝

模壓成型工藝是將一定的模壓料（粉狀、粒狀或纖維狀）放入金屬對模中，在一定的溫度、壓力作用下固化成型的一種方法。模壓成型過程需要加熱加壓，使模塑料塑化（或熔化）、流動充滿模腔，并使樹脂發(fā)生固化反應(yīng)。模壓成型屬于高壓成型，及需要壓力控制的壓力機，又需要高強度、高精度、耐高溫的金屬模具。

模壓成型生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品穩(wěn)定重現(xiàn)性好，兩面光潔，尺寸精度高，但模壓成型的模具制造復(fù)雜，需要進行模壓料的制備，設(shè)備投資大，并受壓機限制，最適合于大批量生產(chǎn)中小型復(fù)合材料制品。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：汽車領(lǐng)域如后尾門、側(cè)門、車頂板、擋泥板、保險杠、天窗框架等；鐵路車輛領(lǐng)域如車輛窗框、衛(wèi)生間組間、座椅、車廂壁板與頂板等；電氣領(lǐng)域如電氣罩殼、絕緣子、電機風(fēng)罩、電機換向器、電話機外殼等；建筑領(lǐng)域如浴缸、淋浴間、防水盤、坐便器、組合式水箱等。模壓成型工藝如圖4所示。

圖4 模壓成型工藝

2.4 樹脂傳遞（RTM）成型工藝

RTM成型工藝是在模腔內(nèi)預(yù)先鋪放增強材料預(yù)成型體，然后在壓力或真空作用下將樹脂注入閉合模腔，浸潤纖維，固化后脫模的成型工藝，是從濕法鋪層和注塑工藝演變而來的一種成型工藝。

RTM成型工藝成型壓力低，模具選材制作靈活，可以為鋼模也可以為玻璃鋼等成本較低的模具；設(shè)備成本投入適中，其投入高于手糊成型和噴射成型，但要低于模壓成型；樹脂注入選擇性大，可以為注射機注射，也可以采用真空輔助注入；纖維預(yù)成型可以為手工鋪放、手工鋪放加模具熱壓預(yù)成型，機械噴射短纖維模具熱壓預(yù)成型、三維立體編織等多種形式。

RTM成型工藝為閉模成型制品具有良好的表面質(zhì)量，可制作高尺寸精度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件；生產(chǎn)效率高，制品產(chǎn)量在1000～2000件每年。

隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，在傳統(tǒng)的RTM成型工藝上發(fā)展出一系列的衍生工藝，主要包括Light-RTM、VARIM、RFI等工藝。

Light-RTM工藝通常稱為輕質(zhì)RTM工藝，是在真空輔助RTM工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，適于制造大面積的薄壁產(chǎn)品。其下模為剛性的模具，上模采用輕質(zhì)、半剛性的模具。工藝采用雙層密封結(jié)構(gòu)，外圈采用真空來鎖緊模具，內(nèi)圈采用真空導(dǎo)入樹脂。注射口通常為帶有流道的線形注射方式，有利于快速充模。由于上模采用半剛性的模具，模具成本大大降低，而制品仍然可以保證有良好的表面性能和尺寸精度。

真空輔助樹脂擴散（VARIM）成型工藝是在RTM成型工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高性能第成本的復(fù)合材料成型工藝。該工藝需要一半模具，另一半模具為與剛性模具密封處理的彈性真空袋，在真空狀態(tài)下排除增強纖維中的氣體，同時在真空下通過樹脂的流動實現(xiàn)樹脂的浸漬。與傳統(tǒng)的RTM工藝相比，其模具成本低，對制品的尺寸結(jié)構(gòu)限制較少，非常適用于大厚度大尺寸結(jié)構(gòu)制件的成型。

RFI工藝也是采用單模和真空袋來成型制品，不同的是模具上鋪放預(yù)制好的樹脂模，再鋪放纖維預(yù)成型體，真空袋封閉模具后將模具置于烘箱或熱壓下加熱并抽真空，樹脂模熔融后對纖維預(yù)成型體浸漬，繼續(xù)升溫加熱使樹脂固化。

總體來說，RTM工藝屬于閉模成型，環(huán)境清潔，能夠得到內(nèi)外表面質(zhì)量好的制品，同時模具制作、材料使用靈活，設(shè)備投入少，其優(yōu)勢越來越多的得到認可。但是，RTM工藝是在樹脂與纖維浸漬階段實現(xiàn)賦形，樹脂的流動、纖維的浸漬及樹脂的固化過程的不可控性增大，增加了工藝的復(fù)雜性。尤其是采用上下模都為剛性或半剛性的模具時，樹脂的流動性、樹脂對纖維的浸漬性及注射口的布置、流道的布置是非常重要的。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：航空航天和軍事領(lǐng)域如雷達罩、螺旋槳、隔艙門、機翼、船舶結(jié)構(gòu)件等；汽車領(lǐng)域如儀表盤、車身覆蓋件和零部件；建筑領(lǐng)域如門、框架、腳手架、電話亭、標志牌等；體育運動器材如自行車架、高沃爾夫球車、高爾夫球桿、雪橇板等。RTM成型工藝如圖

5、圖

6、圖7所示。

圖5 傳統(tǒng)RTM成型工藝

圖6 輕質(zhì)RTM成型工藝

圖7 真空灌注成型工藝

2.5 注射成型工藝

注射成型工藝是將粉末狀或粒狀的纖維與樹脂的混合物送入注射機內(nèi)，經(jīng)加熱熔化后由螺桿或柱塞加壓通過噴嘴注入導(dǎo)閉合的模具中，冷卻定型后脫出模具。

注射成型工藝生產(chǎn)效率高，成型周期短，能夠很好的保證制品精度，這些都優(yōu)于模壓成型，但注射成型工藝不適用于長纖維增強的產(chǎn)品，優(yōu)于注射機的限制，較適合大量生產(chǎn)中小型的制品。注射成型工藝在熱塑性和熱固性復(fù)合材料中都有應(yīng)用，但目前主要廣泛應(yīng)用與熱塑性的復(fù)合材料。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：注射成型工藝在復(fù)合材料制品生產(chǎn)中，主要是代替模壓成型工藝，生產(chǎn)各種電器材料、絕緣開關(guān)、汽車和火車零配件、紡織機零件、建筑配件、衛(wèi)生及照明器材、家電殼體、食品周轉(zhuǎn)箱、安全帽、空調(diào)機葉片等。注射成型工藝如圖8所示。

圖8 注射成型工藝

2.6 纖維纏繞成型工藝

是在纏繞機控制張力和預(yù)定線型的條件下，將連續(xù)的纖維粗紗或布帶浸漬樹脂，連續(xù)纏繞在相應(yīng)的制品芯模上，然后在室溫或加熱條件下固化成型。

纏繞成型由于能夠充分發(fā)揮纖維的強度，因此比強度和比剛度較高；易于實現(xiàn)產(chǎn)品的等強度設(shè)計，適于耐腐管道、儲罐和高壓管道及容器的制造。但是纏繞工藝具有局限性，由于纏繞過程中易于形成氣泡，制品孔隙過多，從而降低層間剪切強度、壓縮強度和抗失穩(wěn)能力。同時，纏繞工藝對制品的形狀有局限性，不適于制造帶凹曲線表面的制品，且目前只能制造回轉(zhuǎn)體制品。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：管道領(lǐng)域如煉油廠管道、石油化工防腐管道、輸水管道、天然氣管道、固體顆粒輸送管道等；儲罐如石油儲罐、化工腐蝕液體儲罐等；壓力制品如火箭發(fā)動機殼體、深水外壓殼體、高壓氣體壓力容器等。纖維纏繞成型工藝如圖9所示。

圖9 纖維纏繞成型工藝

2.7拉擠成型工藝

是一種生產(chǎn)線型型材的成型方法，是在牽引裝置帶動下將無捻玻璃纖維粗紗和其他連續(xù)增強材料進行膠液浸漬、預(yù)成型，然后通過加熱的成型模具固化成型，實現(xiàn)制品的連續(xù)生產(chǎn)。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：電子電氣領(lǐng)域如電線桿、絕緣板、熔絲管、匯流線管、電纜橋架等；石油化工領(lǐng)域如管網(wǎng)支撐結(jié)構(gòu)、格柵地板、抽油桿、樓梯、海上平臺等；建筑機械制造領(lǐng)域如結(jié)構(gòu)型材、行李架、頂梁、支柱、框架等；軍用品領(lǐng)域如坦克、裝甲車上的復(fù)合裝甲、導(dǎo)彈火箭彈外殼等。拉擠成型工藝如圖10所示。

圖10 拉擠成型工藝

總體來說不同的成型工藝適應(yīng)不同的制品性能和生產(chǎn)規(guī)模。盡管機械化、自動化日益發(fā)展，手糊與噴射成型仍將作為基本的成型工藝而占有相當(dāng)?shù)谋壤?。樹脂基?fù)合材料成型工藝發(fā)展趨勢

從復(fù)合材料成型工藝的發(fā)展趨勢來看，是朝著科技含量高、逐步實現(xiàn)工業(yè)自動化、環(huán)境污染小、勞動強度低的方向發(fā)展。重所周知，成型工藝的優(yōu)劣直接影響到制品的質(zhì)量、成本和銷路。成型工藝的選擇標準主要有：符合市場要求，確保制品質(zhì)量；操作簡便、安全高效；產(chǎn)品性價比高；環(huán)境污染小，勞動強度低。

根據(jù)上述標準對現(xiàn)有的成型工藝進行衡量，手糊和噴射成型工藝為開模成型，對環(huán)境和操作人員污染傷害嚴重，并且所生產(chǎn)的制品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，難以控制；模壓成型工藝設(shè)備昂貴、投資較大，生產(chǎn)周期長，適合于大批量的穩(wěn)定生產(chǎn)；拉擠和纏繞成型工藝僅適合于較為特定的產(chǎn)品。從而，RTM及其衍生工藝則顯現(xiàn)出它的優(yōu)勢：RTM成型工藝幾乎可以適用于所有的制品的生產(chǎn)，并且生產(chǎn)效率較高，可以滿足大多數(shù)生產(chǎn)的需求；與模壓工藝相比，產(chǎn)品質(zhì)量相當(dāng)，但RTM的成本投入遠小于模壓工藝；與手糊工藝相比，RTM工藝產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，而成本投入并不比手糊工藝高出很多。

因此，RTM成型工藝及其衍生的成型工藝將是樹脂基復(fù)合材料成型工藝發(fā)展的主要趨勢，但還要具體問題具體分析，其他的一些成型工藝也存在有不可替代的優(yōu)點，也會隨著樹脂基復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用而繼續(xù)發(fā)展。

4、結(jié)論

樹脂基復(fù)合材料的成型工藝發(fā)展至今，涌現(xiàn)出了諸多的工藝形式，并在不斷的衍生發(fā)展，發(fā)展的總體趨勢是朝向環(huán)保、高效、自動化、低成本的方向發(fā)展。綜合上述工藝方法，RTM及其衍生的成型工藝具有非常不錯的發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)勢。

參考文獻

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