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2022-4-15
碳纖維復合材料的成型工藝多達數(shù)十種,其中熱壓罐工藝是應用較多、常見的一種成型方式,下面讓熱壓罐廠家簡單介紹下復合材料熱壓罐
1.1工藝原理
將碳纖維預浸料按鋪層要求鋪放于模具上,將毛坯密封在真空袋后放置于碳纖維熱壓罐中。在真空狀態(tài)下,經(jīng)過熱壓罐設備升溫、加壓、保溫、降溫和卸壓等程序,利用熱壓罐內(nèi)同時提供的均勻溫度和均布壓力實現(xiàn)固化,從而可以形成表面與內(nèi)部質(zhì)量高、形狀復雜、面積巨大的碳纖維復合材料制件。
1.2工藝發(fā)展
熱壓罐工藝是針對第2代復合材料的生產(chǎn)而研制開發(fā)的工藝,形成于20世紀40年代,一直到60年代才逐步得到推廣使用,后來廣泛應用于航空航天、復合材料、電子、兵器、交通、體育裝備和新型能源等高新技術領域,尤其是在各種蒙皮類零件的生產(chǎn)中發(fā)揮出了巨大的作用,現(xiàn)已成為一種成熟的工藝。由熱壓罐工藝生產(chǎn)的復合材料制品占整個復合材料制品產(chǎn)量的百分之50以上,在航空航天領域的比重更是高達百分之80以上。目前,熱壓罐工藝作為碳纖維復合材料構件的成型方法之一,也被許多碳纖維復合材料零部件生產(chǎn)廠家大量使用
1.3工藝設備
1.3.1熱壓罐
熱壓罐是一種針對聚合物基復合材料成型工藝特點的工藝設備,使用熱壓罐成型是制造連續(xù)纖維增強熱固性復合材料制件的主要方法,適用于先進復合材料結構、蜂窩夾層結構及金屬或復合材料膠接結構的成型中。一般具有溫度和壓力控制精度高、結構可靠、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、能耗低、操作和維護簡單等優(yōu)點,能實現(xiàn)模塊化和系列化,可滿足不同領域、不同工藝和不同規(guī)格的需求。
1.3.2設備組成
作為針對碳纖維復合材料固化的系統(tǒng)設備,碳纖維熱壓罐能實現(xiàn)溫度、壓力、真空、冷卻、循環(huán)等工藝參數(shù)時序化、實時在線控制。該設備包括以下幾個組成部分:
(1)整體結構:由罐體、罐門機構、高溫電機、風道板隔熱層等形成一個耐高壓、高溫的罐體。
(2)聯(lián)鎖裝置:由壓力自動聯(lián)鎖、手動聯(lián)鎖、高壓報警裝置組成。
(3)快開門裝置:手動電動兩用快開門設計,停電時能正常開啟關閉罐門;
(4)密封裝置:罐門采用硅膠充氣式密封,耐高壓。
(5)壓力系統(tǒng):由壓縮機、儲氣罐、壓力控制閥、管路、壓力變送器和壓力表等組成壓力傳送與控制系統(tǒng),罐內(nèi)壓力可達1.5-2.5MPa,誤差不大于0.05MPa,設有防爆裝置。
(6)加熱系統(tǒng):由不銹鋼電熱管、高溫風機、風道板、隔熱層、溫控系統(tǒng)組成,加熱功率滿足腔體的高溫要求及升溫速率的要求。
(7)溫度循環(huán)系統(tǒng):由循環(huán)風機、導風板、導流罩組成,加速熱流傳導和循環(huán),形成均勻溫度場。
(8)真空系統(tǒng):由真空泵、管路、真空表和真空閥組成,給封裝的復合材料預制件提供真空條件,要求有多個真空管接頭滿足成型工藝要求。
(9)自動控制系統(tǒng):采用PLC控制系統(tǒng),實現(xiàn)對壓力、溫度、冷卻等工藝參數(shù)的全程高精度控制與實時記錄。