复合材料成型工艺总结

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复合材料成型工艺总结

各种成型工艺对比

注：表格中的数量仅作为一般指导提供。真实情况是一个复杂的问题，需要制造零件的详细统计数据。

手糊成型

手糊成型工艺又称接触成型，是树脂基复合材料生产中最早使用和普遍应用的一种成型方法。手糊成型工艺是以手工操作为主，机械设备使用较少，它以不饱和聚酯树脂或环氧树脂等为基体材料将增强材料粘结在一起的一种成型方法。

手糊成型操作虽然简单，但是对操作人员的操作技能要求较高。它要求操作者要有认真的工作态度、熟练的操作技巧和丰富的实操经验。对产品结构、材料性能、模具的表面处理、胶衣质量、含胶量控制、增强材料的裁减和铺放、产品厚度的均匀性等影响产品质量的各种因素都要有比较全面的了解，尤其是实操中出现各种问题的判断和处理，不仅需要有丰富的实践经验，还要有一定的相关材料知识并具备一定的识图能力。

手糊成型适用于快速的产品开发周期，工具制造过程简单且成本相对较低。

喷射成型

喷射成型可以完成更大、更复杂的形状的成型。喷射成型使用低成本的开放式模具、室温固化树脂，适合生产低至中等数量的大型零件。

喷射成型是将短切纤维和树脂基体从切碎机/喷枪中喷出并沉积在模具中。与手动铺层一样，手动滚动可去除夹带的空气并润湿纤维材料。通常在特定区域添加无纺粗纱以获得理想的厚度或更大的强度。

喷射成型的特点：

适用于宽泛的零件尺寸
零件有一个成品表面，需要二次修整
适合小批量、大型和/或复杂组件
适合每年 <1,500 个零件的生产率
最低成本的工具
可容纳单件或多件模具
喷射成型是原型开发的首选方法，其设计更改容易。

模压成型（SMC/BMC）

模压成型是大量复合材料零件生产最常见的选择，通常有 SMC（片状成型复合材料）和 BMC（块状成型复合材料）材料。模压成型可生产各种尺寸的高强度复杂零件。

模压成型是将材料通过手动或机械放入模具中，模具通常为安装在液压成型机中的金属模具，加热并施加高达2,000 psi 的压力，保持一定的时间，制备部件。具体时间、温度、压力工艺取决于部件尺寸和厚度。可以模制肋条、凸台和嵌件等复合材料制品。

模压部件的尺寸、形状和成品表面优美，部件间可重复性高，修整成本极低。

模压成型具有以下优点：

模内涂层可用于改善表面可涂性，无需底漆。
部件颜色可以定制。
模具通常由模具钢制成。当压力 <400psi 时，可以使用其他工具材料。
模具通常能够运行 150℃ 的温度和大约 1000psi 的压力。
每副模具通常可以制作 60,000 个零件。

液体复合成型（LCM）

液体复合成型与 SMC 类似。相比于SMC，液体复合成型能够提升模制部件的机械性能和外观，并且结构完整性更好。这一优势使其在大批量汽车、卡车零部件生产中广受欢迎。

PRIME (Prepositioned-Reinforcement-Ensuring-Manufacturing-Excellence) 工艺是LCM特有工艺。PRIME使用预先放置的纤维增强材料，可以将纤维方向与产品的负载设置精确对齐。从而提高纤维使用效率，并降低单位重量及成本。此外，工艺中先进机器人技术的使用减少了人工因素的影响，进一步提高了零部件生产的重复性。PRIME 工艺扩大了零部件设计范围，并将能源成本降低了 50%。