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树脂基复合材料的热膨胀工艺

2020/7/31 8:59:03      点击:

热膨胀工艺是指复合材料预浸料在闭合刚性阴模中通过芯模的热膨胀来实现对复合材料加压周化的成型工艺方法。- -般复合材料成型工艺中,复合材料固化压力来源于外压力源,如负压、压力袋、热压罐、模压等。热膨胀工艺与之有本质的区别,热膨胀工艺又称热胀法。以线胀系数较大的材料为芯模,刚体材料为阴模,复合材料置于芯模与阴模之间。当模具受热后,芯模材料会受热膨胀,但由于芯模材料的线胀系数比阴模材料大几十倍,因此芯模的体积膨胀受到阴模的限制,则在模腔内产生压力,这种压力称为热胀压力,以此实现对复合材料固化过程的加压。这种方法是靠芯模热膨胀产生的压力,无需外压源,适合于复杂结构制品的整体共固化。在某些多腔体结构中,克服了外压难以传递均匀的缺点,具有不可替代的优点。

热膨胀工艺中,根据制件的结构特点,必须设计阴模和芯模两套模具。阴模为钢质,模具内腔尺寸为碳纤维复合材料制件的设计外形尺寸。芯模外形为复合材料制件的内腔体形状,尺寸比制件设计的值小- -定的量,所减少的尺寸称为工艺间隙。工艺间隙在整个工艺中的关键作用是控制加压点和压力的大小。在复合材料制造中,先在钢质阴模内按设计铺放预浸料,然后在腔体内放置膨胀芯模,模具组装后进行加热固化。当芯材为硅橡胶时,该工艺又可称为橡胶辅助RTM ( Rubber- Asisted RTM, RARTM)。