预浸料技术手册（中） 复材云集|复合材料

B. 预浸料工艺技术有哪些?

预浸料使用工艺多样。以下各图介绍了各类特定工艺最合适的应用领域。如果是大型部件，可能加热模具比固化炉更合适。

真空袋/固化炉或热压罐是用预浸料制造复合材料部件的两种主要工艺。加工方法取决于部件的质量、成本和种类。

抽真空产生的压力达到1个大气压，起到对铺层进行压实的作用，然后将其送入固化炉固化，或釆用自加热模具固化。便得到所需复材部件。部分高性能预浸料也可以使用标准的真空袋固化炉固化，其部件质量接近热压罐工艺。

热压罐工艺用于制造高纤维体积含量、低空隙率的优质结部件。热压罐技术也需要类似的真空袋,但要用热压罐取代固化炉。

热压罐是一种压力容器，通过控制不同真空、压力、升温速率和固化温度等参数为复合材料提供固化条件。热压罐通常也可以在压力较低的情况下生产高标准的蜂窝夹层结构。因为大容量的热压罐需要很长的时间来加热和冷却，所以固化周期较长，有时需要缓慢的升温速率才能保证模具和复合材料部件温度的均匀分布。

 

D. 真空袋打袋中每一步骤的作用是什么？

E. 真空袋/固化炉和热压罐工艺如何实施？

压实

在铺贴过程中，预浸料铺层之间会存在空气，可以采用隔离膜/透气层/真空袋打袋，在室温下抽真空10-15分钟，以排除空气，压实预浸料。与工装表面接触的第一层压实后，依据部件的厚度和复杂程度，可以每3-5层压实一次。

真空

真空通常用来排除预浸料层间的空气，同时压实预浸料。在热压罐的固化过程中，通常可以在加压后降低真空度,这样，在整个的固化过程中，能够有效地检测真空袋是否泄漏。

升温速率和保温平台

升温速率对预浸料的粘度、流动性、反应速率以及部件的表面质量都有很大影响。大部分预浸料固化所需的升温速率是一个范围，一般而言，较快的升温速率适用于较薄的部件，而较慢的升温速率适用于较厚或者较大的部件o决定升温速率时，应避免部件、工装和热源间产生较大的温差。

对于大型部件和工装，也可在固化过程中引入保温平台，它能确保整个工装和部件的温度均匀。良好的温度控制能保证固化过程中树脂流动的一致性，并改善树脂的流动特性。

固化温度公差

在整个的固化过程中，固化炉/热压罐、部件和工装的温度应达到并保持在最低固化温度以上。用于检测温度的热电偶应仔细考虑放置的位置，以确保得到整个系统的准确温度，并将温度的公差范围控制在+/-5P。对于大型部件，可能需要一个循环测温系统来监控部件和工装的温度场。

固化时间

每种预浸料都有一个推荐的固化时间，其从热电偶达到最低固化温度的时间开始计算。延长在推荐固化温度下的固化时间通常不会对部件产生不利影响。

冷却速率

应该控制冷却温度速率以避免温度的骤然变化而在部件中产生的较高热应力，在整个冷却过程中压力和/或真空仍然应该保持。

成品质量检验

固化后，超声波、错位散斑干涉法、热成像等多种检测手段可以用于复合材料部件的质量检验。

G. 加工较厚型工业用部件的最佳方法是什么？

对于一些特殊应用而厚度超过10毫米的部件,我们建议釆用中间插层纤维织物的方式来吸胶以控制树脂含量,这些纤维织物固化后可以成为复合材料部件的一部分，该方法的优点如下：

• 真空分布均一，可消除复合材料中的任何孔隙；

• 吸收累积在层间的多余树脂；

• 控制纤维体积含量；

• 对单板结构，吸胶织物必须在厚度上均匀分布；

• 对于夹层结构，吸胶织物只能放置在蒙皮外侧2/3厚度区域；

• 吸胶织物必须搭接，以保证真空通道畅通。

H. 较厚工业部件的最佳固化周期

为了避免集中放热，建议将保温平台和升温速率控制程序结合起来。

保温平台-用于平衡工装和部件的温度，使固化可控。

控制缓慢升温速率-避免温差过大。

I. 什么是预浸料夹层结构？

夹层结构由薄的高强度预浸料蒙皮粘合在较厚的蜂窝、泡沫或轻木芯上构成。具有“自粘”特性的预浸料不需要额外的胶膜，因此可以更低的成本生产轻型夹层结构。

J. 夹层结构的性能

K. 夹层结构是如何制造的?

夹层结构制造建议

可以用热压罐、模压或真空袋成型来制造夹层结构。在热压罐或模压情况下，通常可以一次性铺贴并固化夹层结构。但是，对于大型部件的真空袋固化而言，可能需要两个或以上的阶段进行铺贴和固化，这样可以提高部件的质量，避免孔隙和蜂格印痕，避免过度压力导致的蜂窝滑移，乃至蜂窝破裂。