碳纖維復(fù)合材料的成型工藝多達(dá)數(shù)十種，其中熱壓罐工藝是應(yīng)用較多的一種成型方式。本文從工藝原理、工藝特性、常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策、典型技術(shù)應(yīng)用等方面對(duì)該工藝停止概括性闡明。

熱壓罐工藝原理 :

將碳纖維預(yù)浸料按鋪層請(qǐng)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(guò)熱壓罐設(shè)備升溫、加壓、保溫、降溫和卸壓等程序，應(yīng)用熱壓罐內(nèi)同時(shí)提供的平均溫度和均布?jí)毫ν瓿晒袒瑥亩軌驑?gòu)成外表與內(nèi)部質(zhì)量高、外形復(fù)雜、面積宏大的碳纖維復(fù)合資料制件。

熱壓罐工藝開(kāi)展：

熱壓罐工藝是針對(duì)第二代復(fù)合材料的消費(fèi)而研制開(kāi)發(fā)的工藝，構(gòu)成于20世紀(jì)40年代，不斷到60年代才逐漸得到推行運(yùn)用，目前普遍應(yīng)用于復(fù)合材料、電子、交通、體育配備和新型能源等高新技術(shù)范疇，特別是在各種蒙皮類(lèi)零件中發(fā)揮出了巨大的作用，現(xiàn)已成為一種成熟的工藝。由熱壓罐工藝消費(fèi)的復(fù)合資料制品占整個(gè)復(fù)合資料制品產(chǎn)量的百分之五十以上。目前，熱壓罐工藝作為碳纖維復(fù)合資料構(gòu)件的成型辦法之一，也被許多碳纖維復(fù)合資料零部件消費(fèi)廠家大量運(yùn)用。

工藝設(shè)備熱壓罐：

熱壓罐是一種針對(duì)聚合物基復(fù)合材料成型工藝特性的工藝設(shè)備，運(yùn)用熱壓罐成型是制造連續(xù)纖維加強(qiáng)熱固性復(fù)合資料制件的主要辦法，適用于先進(jìn)復(fù)合資料構(gòu)造、蜂窩夾層構(gòu)造及金屬或復(fù)合資料膠接構(gòu)造的成型中。普通具有溫度和壓力控制精度高、構(gòu)造平安牢靠、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、能耗低、操作和維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，能完成模塊化和系列化，可滿足不同范疇、不同工藝和不同規(guī)格的需求。

熱壓罐設(shè)備組成：

熱壓罐作為針對(duì)碳纖維復(fù)合材料固化的系統(tǒng)設(shè)備，碳纖維熱壓罐能完成溫度、壓力、真空、冷卻、循環(huán)等工藝參數(shù)時(shí)序化、實(shí)時(shí)在線控制。

該設(shè)備包括以下幾個(gè)組成部分：

1. 整體構(gòu)造：由罐體、罐門(mén)機(jī)構(gòu)、高溫電機(jī)、風(fēng)道板隔熱層等構(gòu)成一個(gè)耐高壓、高溫的罐體。
2. 平安聯(lián)鎖安裝：由壓力自動(dòng)聯(lián)鎖、手動(dòng)聯(lián)鎖、報(bào)警裝置安裝組成。
3. 快開(kāi)門(mén)安裝：手動(dòng)、電動(dòng)、液壓開(kāi)門(mén)三種快開(kāi)門(mén)設(shè)計(jì)，停電時(shí)能正常開(kāi)啟關(guān)閉罐門(mén)；
4. 密封安裝：罐門(mén)采用硅膠充氣式密封，耐高壓。
5. 壓力系統(tǒng)：由緊縮機(jī)、儲(chǔ)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(dá)1.5-2.5MPa，誤差不大于0.05MPa，設(shè)有平安防爆安裝。
6. 加熱系統(tǒng)：由不銹鋼電熱管、高溫風(fēng)機(jī)、風(fēng)道板、隔熱層、溫控系統(tǒng)組成，加熱功率滿足腔體的溫度請(qǐng)求及升溫速率的請(qǐng)求。
7. 溫度循環(huán)系統(tǒng)：由循環(huán)風(fēng)機(jī)、導(dǎo)風(fēng)板、導(dǎo)流罩組成，加速熱傳播導(dǎo)和循環(huán)，構(gòu)成平均溫度場(chǎng)。
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(fù)合資料預(yù)制件提供真空條件，請(qǐng)求有多個(gè)真空管接頭滿足成型工藝請(qǐng)求。
9. 自動(dòng)控制系統(tǒng)：采用PLC控制系統(tǒng)，完成對(duì)壓力、溫度、冷卻等工藝參數(shù)的全程高精度控制與實(shí)時(shí)記載。

 熱壓罐工藝的優(yōu)點(diǎn)：

• 壓力平均：運(yùn)用氣體加壓，壓力經(jīng)過(guò)真空袋作用到制品外表，各點(diǎn)法向壓力相等，使制件各處在相同壓力下固化成型。
• 溫度平均，可調(diào)控：罐內(nèi)為循環(huán)熱氣流給工件加熱，各處溫度溫差小。同時(shí)配置冷卻系統(tǒng)，使溫度可嚴(yán)厲控制在工藝設(shè)置范圍內(nèi)。
• 適用范圍廣：模具較簡(jiǎn)單，效率高。既合適于大面積復(fù)雜型面的板、殼，也合適于簡(jiǎn)單外形的板、棒、管、塊，還可用于膠接裝配，小型件可一次多件同時(shí)固化。
• 成型工藝穩(wěn)定、牢靠：壓力、溫度平均，可調(diào)可控，使成型或交接制質(zhì)量量分歧、牢靠；孔隙率低、樹(shù)脂含量可控并平均；加壓時(shí)可抽真空，使低分子物易于排出。

熱壓罐工藝的缺陷：

投資大、本錢(qián)高，熱壓罐接軌復(fù)雜、造價(jià)高，投資大。每次運(yùn)用時(shí)不只耗費(fèi)水、電、氣等能源，還需求真空袋膜、密封膠條、吸膠粘、隔離布等輔助資料，使消費(fèi)本錢(qián)較大幅度增加。

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