复合材料成型工艺
以下是复合材料成型工艺的系统分类与技术要点整理，综合了当前主流工艺及其应用场景：
一、接触低压成型工艺
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手糊成型
- 流程：手工铺放增强纤维（机织/编织/缝合），刷涂树脂后常温/加热固化。
- 特点：模具成本低，操作灵活，但质量依赖人员熟练度，易出现树脂富集和孔隙。
- 应用：风电叶片、船艇、建筑模型。
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喷射成型
- 流程：短切纤维与树脂同步喷涂至模具，常压固化。
- 特点：效率高、成本低，但力学性能受限（仅用短切纤维），苯乙烯挥发有安全隐患。
- 应用：卡车整流罩、浴缸、小型船艇。
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真空袋压成型
- 流程：手糊后覆盖真空袋，抽真空排除气泡并加压固化。
- 特点：提升纤维浸润度，减少孔隙，适合高性能环氧/酚醛树脂。
- 应用：航空次承力结构、高表面质量部件。
二、闭模成型工艺
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树脂传递模塑（RTM）
- 流程：闭模内铺设纤维增强体，注入树脂并固化。
- 特点：尺寸精度高，可产复杂构件，苯乙烯挥发少。
- 应用：汽车车身、建筑外墙板。
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真空注射成型
- 流程：真空辅助树脂浸渍闭合模具中的增强材料。
- 特点：环保（无苯乙烯挥发），适合大型夹层结构（如卡车车身）。
三、连续成型工艺
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拉挤成型
- 流程：纤维浸胶后经模具加热固化，连续牵引成型。
- 特点：效率高（线速度达4m/min），纵向强度优异，截面形状统一。
- 应用：电气绝缘件、建筑型材、抽油杆。
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缠绕成型
- 流程：纤维束浸胶后按设定路径缠绕芯模，固化后脱模。
- 特点：适合中空回转体（管道/储罐），自动化程度高。
四、高温高压成型工艺
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热压罐成型
- 流程：预浸料铺层后装入热压罐，高温高压固化。
- 特点：制品孔隙率低、性能优，但设备昂贵。
- 创新：自动铺带（ATL）与丝束铺放（AFP）技术提升效率。
- 应用：航空航天主承力结构（机翼/舱门）。
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模压成型
- 流程：预浸料或模塑料放入模具，加热加压成型。
- 特点：适合大批量生产，产品一致性高。
五、夹层结构专项工艺
- 共固化成型（如C型PMI泡沫夹层）
- 流程：PMI泡沫机加工→烘干→预浸料定位铺贴→封装固化。
- 创新：激光投影定位提升贴合精度，确保高透波性。
- 应用：航天天线罩（高强度/轻量化）。
六、新兴趋势
- 热塑性复合材料
- 优势：可回收、耐冲击、存储无限期，适用PEEK/PPS等树脂。
- 工艺：热压成型、注塑、缠绕。
- 自动化技术
- AFP/ATL减少手工铺层成本，实现复杂构件制造。
工艺对比简表
| 工艺类型 | 压力条件 | 典型周期 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 手糊/喷射 | 常压 | 长 | 小批量定制件 |
| RTM/真空注射 | 低压 | 中 | 中等批量复杂件 |
| 拉挤/缠绕 | 连续牵引 | 短 | 大批量型材/管罐 |
| 热压罐 | 高压高温 | 长 | 航空航天高性能部件 |
注：工艺选择需权衡成本、效率、性能需求及环保要求。闭模工艺逐步替代开模以降低挥发污染，自动化与热塑性材料是未来重点方向