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)展，老的成型工藝日臻完善，新的成型方法不斷涌現(xiàn)，目前聚合物基復(fù)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)。
視所選用的樹脂基體材料的不同，各方法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，因此在選擇材料、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)。
◇ 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(dá)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（RTM）
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)ㄎC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)合氈及軸向布。
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。
◇ 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(dá)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(dá)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)品性能比手糊高。
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)彈載入體、機載夾層結(jié)構(gòu)雷達(dá)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(dá)到2MPa或更高，溫度為80～100℃。用油載體、熱度可達(dá)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。
◇ 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(dá)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)備：準(zhǔn)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。主要由兩個樹脂罐、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0.2Pa?s，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。
◇ 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。
另一種是按硬度分，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，與蒙皮粘接面大，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(dá)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(dá)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6m。
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(biāo)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)層兩層，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(dá)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)熱量小；
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業(yè)，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。
來源：復(fù)材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)。編輯：九雅
*本文系轉(zhuǎn)載，如有問題請聯(lián)系我們以便處理
| |