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熱塑性預浸帶纏繞工藝參數及加熱方式對成型質量及內應力的影響

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-05-28  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:120
      采用熱塑性預浸料帶A PC-2/A S4進行了熱芯和火焰兩種方法的纏繞研究,分析了兩種方法成型時預浸料帶的溫度-時間過程和兩種方法下工藝參數對成型質量及內應力的影響。結果顯示:熱芯纏繞時制件的厚度受芯模溫度限制,而火焰纏繞則不受限制。熱芯纏繞時,纏繞張力和預浸料帶的樹脂含量是影響制件質量的主要因素。

     近年來,先進熱塑性復合材料以其極好的韌性、低吸濕性及無限長的貯存期等突出特點逐漸被視為航空航天等先進產業中熱固性復合材料潛在的替代材料。同常用的熱固性復合材料相比,熱塑性復合材料成型時一般需要較高的溫度。常用的熱固性樹脂固化溫度為250℃以下,如BM I、環氧等,而PEEK等熱塑性復合材料成型溫度在350℃以上。同時先進熱塑性復合材料的成型壓力較大(常在SMPa以上),而熱固性復合材料的成型壓力在1M Pa以下。較高的成型溫度和較大的成型壓力使得先進熱塑性復合材料的制造成本很高,這是目前先進熱塑性樹脂基復合材料在航空航天上的應用尚不普遍的根本原因之一。因此,開發新的或改進現存的復合材料成型方法降低先進熱塑性復合材料的制造成本是提高其在航空航天上應用水平的關鍵所在。

       在諸多復合材料成型方法中,纏繞技術能較好地實現低成本和高效率的結合。對熱塑性復合材料而言,該方法有著不同于熱固性復合材料的優越性,即熱塑性復合材料易于實現“原位”成型,以省去如熱固性復合材料所需的“后定型”(固化)環節,從而進一步提高制品的生產效率。所謂“原位”成型,即在纏繞過程中,線材(或帶材)在芯模上鋪貼與定型(熱固惟復合材料為固化)可同時完成,而“后定型”則需另一個獨立的步驟才能完成。

       熱塑性預浸料纏繞過程中實現預浸料的鋪貼和定型的加熱方式很多,如:激光、熱氣槍、紅外線和火焰等方法。各種方法適用于不同場合。本文中介紹兩種加熱方式:芯模加熱(熱芯法)和火焰法。兩種方法的物理過程略有不同。熱芯法成型時,在纏繞過程中制件整體處于受熱狀態中。火焰法成型時,理論上僅有纏繞點局部處于受熱狀態。二者經受的熱歷史不同,反映在制件的成型能力及成型的熱應力等方面均有所不同。

資料下載:   熱塑性預浸帶纏繞工藝參數及加熱方式對成型質量及內應力的影響.pdf
 
 
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