复合材料成型工艺发展综述（模版）

第一篇：复合材料成型工艺发展综述（模版）

上海海事大学

先进复合材料成型工艺课程论文

学 院： 海洋科学与工程学院

专 业：

班 级： 材料132

姓 名：

学 号：

论文题目： 复合材料成型工艺发展综述

指导老师：

二〇一六年 一月 复合材料成型工艺发展综述

XXXXX

上海海事大学 海洋科学与工程学院

【摘要】 本文主要介绍了树脂基复合材料成型工艺及其发展趋势。其中提到了“手糊成型”、“拉挤成型”、“模压成型”等。也从复合材料生产各要素的方面，简要阐述其发展的趋势。本文章也表明了复合材料作为国家建设的战略材料，得到了越来越来多的重视，了解其成型工艺的发展有其重要的意义。【关键词】 复合材料 成型工艺 发展

The Summary of Development on Composites Molding Technology

Xxxx Onion College of Ocean Science and Engineering, Shanghai Maritime University, Shanghai

Abstract:

This thesis describes the resin composites molding process and its development trend.Some specific processes are mentioned, such as ‘Hand paste molding’ , ‘Pull extrusion forming’ ,‘Compression molding’ and so on.Also, a brief description of its development trend are made in terms of production factors of manufacturing composites.This thesis also shows the composite material, as a nation-building strategy material, has been more popular and it’s important to understand the development of its molding process.Key Words: composites

molding process

development

前言

人类在生产生活中需要利用到各种各样的材料，它是人们生产生活水平能够提升物质保障。在人类的发展历史中，材料工业的大的革新往往能够引起人类社会大的变革，推动人类社会的发展。复合材料就是指由两种以上的材料进行加工合成后产生的新型材料，它与陶瓷、金属、高聚物被人们称之为四大材料。[1-5]先进的复合材料具有热性能优越、耐疲劳、可设计性、各向异性和比模量高等优良特性，凭借这些优良的特性，很快就获得了广泛的应用，复合材料在工业领域得到广泛应用，也是衡量一个国家科技和经济实力的重要标志。先进复合材料不仅强度高，而且耐热性能和抗疲劳性能优良，在航空航天、交通运输、机械化工等领域得到广泛应用。[6-15] 复合材料成型工艺

复合成型工艺生产过程中的关键是在保证制品的形状和尺寸以及制品表面质量的前提下，让增强材料能够按照预先设定好的方向均匀的进行配置，并尽量的防止制品的性能受到影响，使基体材料能够比较充分的完成固化反应。经过几十年发展与技术进步，树脂基复合材料成型工艺取得不断发展，种类进一步增多，并存在相同点和不同点，主要体现在以下方面。

1.2手糊成型

手糊成型又称接触成型，是用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型，室温（或加热）、无压（或低压）条件下固化，脱模成制品的工艺方法。手糊成型按成型固化压力可分为两类：接触压和低压（接触压以上）。前者为手糊成型、喷手糊成型是复合材料最早的一种成型方法。虽然它在各国复合材料成型中所占比重呈下降趋势，但仍不失为主要的成型方法。[16-17]这是由于手糊成型具有下列优点：手糊成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产；设备简单，投资少，设备折旧费低；工艺简便；易于满足产品设计要求，可以在产品不同部位任意增补增强材料；制品树脂含量较高，耐腐烛性好。手糊成型的缺点为：生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差；产品质量不易控制，性能稳定性不高；产品力学性能偏低。

1.2 拉挤成型

将已浸润的连续纤维束在牵引结构拉力下，用成型模成型，在模中固化，连续生产出复合型材。成型过程需要成型模挤压和外牵引拉拨，整个生产过程是连续的。[18]该工艺控制方便，产品质量稳定，成本低，生产效率高，制品的拉伸强度和弯曲强度高。目前拉挤工艺主要用于生产玻璃钢棒、工字型、角型、槽型、方型等，技术取得不断发展，产品质量也进一步提升。[19]

1.3 模压成型

模压成型是将一定量的模压料放入金属对摸中，在一定的温度和压力作用下固化成型制品的 一种方法。[20-21]在模压成型过程中需加热和加压，使模压料塑化、流动充满模腔，并使树力旨固化。在模压料充满摸腔的流动过程中，不仅树脂流动，增强材料也要随之流动，所以模压成型工艺的成型压力较其他方法高，属于高压成型。因此，它既需要能对压力进行控制的液压机，又需要高强度、高精度、耐高温的金属模具。

1.4 缠绕成型

将连续纤维按一定规律缠绕至芯模，经固化和脱模形成产品，产品可靠性高，生产效率高，强度高，并且可以节约成本，技术经济效益明显。该工艺在航天、军工领域应用广泛，并朝着自动化、集成化方向发展。[22-26]

1.6 RTM 成型

该技术为适应飞机雷达罩成型发展而来，在纤维增强复合材料生产中得到广泛应用。该技术可为构件提供双面光滑表面的能力，制造品质好、精度高的构件，成型效率高，挥发型物质少，不会影响人的身体健康。[27]近年来还开展大量颇有成效的技术，设备、树脂、模具不断改进和完善，在工业制造领域也发挥更大的作用。

1.5 铺放成型

包括自动铺丝束技术和自动窄带铺放技术，实现加工制造的全自动化，在航空航天、特殊结构构件的应用非常广泛。随着技术进步，控制系统升级到全数字控制，自动铺放新技术出现并得到愈加广泛的应用，在战斗机、商用飞机方面采用自动铺丝技术，带动航空制造技术变革。并且新技术将不断出现，促进复合材料的变革和进步。复合材料成型工艺的发展

复合材料制造技术在现代社会正朝着自动化和智能化的方向发展。快速固化技术、复合材料构件的生产自动化、纤维自动缠绕技术等一个个新技术的研究开发推动者复合材料成型工艺的长久发展，也改变着人类的生活方式。[28-32] 2.1 预浸料制备

预浸料是半成品，推动复合材料工艺发展，其工艺改进也带来众多新技术的应用，如熔融浸渍、纤维混合法、粉末混合工艺等。预浸料制备发展到机械化和自动化形式，编制预浸料标准，促进工艺技术革新和进步。如自动控制技术的发展，纤维缠绕发展成为纤维铺放。在纤维铺放的过程中，我们需要把预先浸泡好的多团纱束集合起来形成一个直的带状纱布，把这个纱布铺放在模具或者是芯模的表面，这样做的制品形状并不一定是回转体，也可以是一些形状曲率变化很大的制品，甚至是一些有凹形表面的制品。自动纤维铺放就是计算机在纤维缠绕上的实际应用成果，使纤维的力学设计得到了更多的自由度。

2.2 优化固化过程

计算机技术、过程控制技术、人工智能技术的开发和应用，再加上超声和介电技术支持，实现在线固化的可能性，对固化压力、温度等实现连续监测，调整固化气孔率、厚度等，推动产品质量提升。

2.3 模具发展

模具结构形式多种多样，推动复合材料构件制造多样化。目前复合材料模具、软模、芯模技术取得较大进步，促进模具和产品膨胀系数基本一致，减轻结构自重，方便材料卸载，有利于控制构件尺寸和厚度，保证产品质量。[33]

2.4 原材料的发展

碳纤维、氧化铝纤维、芳纶纤维，新型高性能树脂、金属和陶瓷基体等出现并得到应用，其韧性、耐高温性更优，有利于提高产品质量和综合性能。[34-36]如近些年，把长短纤维作为增强材料，以热固性、热塑性树脂作为基础性材料的各种类别复合材料模压成型工艺发展十分迅速，产品的性价比也比较高，且生产效率高，污染环境少适合航空航天、汽车灯工业的需求。

3结语

随着技术发展和改进，复合材料呈现智能化和自动化趋势，将在工业领域得到更加广泛的应用，其工艺方式也将得到不断改善，在民用方面，将更加其适用性。同时更为重要的是，将为国家战略发展提供一个新的起点。参考文献

[1] 殷东平, 王亚锋, 李直.某复合材料机载构件制造工艺研究[J].电子机械工程2010(05).[2] Zhang F, Comas-Cardona S, Binetruy C.Statistical modeling of in-plane permeability of non-woven random fibrous reinforcement.Compos Sci Technol 2012;72:1368–79.[3] Pandey G, Deffor H, Thostenson ET, Heider D.Smart tooling with integrated time domain reflectometry sensing line for non-invasive flow and cure monitoring during composites manufacturing.Compos Part A Appl Sci Manuf 2013;47:102–8.[4] 赵娟.基于ANSYS的碳纤维复合材料传动轴的铺层设计[D].武汉理工大学.2011.[5] 张胜佳.环氧树脂增韧的研究进展[J].宁波化工,2015(1):1-6.[6] Masoodi R, Pillai KM, Grahl N, Tan H.Numerical simulation of LCM mold-filling during the manufacture of natural fiber composites.J Reinf Plast Compos,2012;31(6):363–78.[7] Francucci G, Rodríguez ES, Morán J.Novel approach for mold filling simulation of the processing of natural fiber reinforced composites by resin transfer molding.J Compos Mater 2014;48:191–200.[8] Alix S, Lebrun L, Morvan C, Marais S.Study of water behaviour of chemically treated flax fibres-based composites: a way to approach the hydric interface.Compos Sci Technol 2011;71:893–9.[9] Nguyen VH.Characterization of natural fiber and modeling resin transfer molding process in natural fiber preform, Ph.D.thesis, Ecole des Mines de Douai, France;2014.[10] Khalil HA, Bhat A, Yusra AI.Green composites from sustainable cellulose nanofibrils: a review.Carbohydr Polym 2012;87(2):963-79.[11] 何亚飞.树脂基复合材料成型工艺的发展[J].纤维复合材料,2011(2):7-13.[12] 蔡闻峰.树脂基碳纤维复合材料成型工艺现状及发展方向[J].航空制造技术,2008(10):54-57.[13] 陈婷.浅谈树脂基复合材料的成型工艺[J].山东工业技术,2015(4):6.[14] 杨川.芳纶纤维柔性复合材料制备及其防刺性能研究[D].哈尔滨工业大.2010.[15] 郭丽敏, 白彦坤.低碳、环保的植物纤维餐具[N].中国包装报,2010.[16] 杨文志, 朱锡, 陈悦等.复合材料螺旋桨RTM成型工艺研究[J].材料科学与工艺,2015,06:1-6.[17] 谭小波.试论酚醛树脂及其复合材料成型工艺的研究进展[J].山东工业技术,2015,24:7.[18] 邵刚强, 李国萍.竹纤维-聚丙烯复合材料板材的成型工艺研究及优化[J].合成纤维,2015,01:40-42.[19] 王永红,郭敏骁,林星.某型飞机隔音复合材料内装饰成型工艺研究[J].航空制造技术,2012,07:81-83+88.[20] 魏俊伟,郭万涛,张用兵.夹芯结构复合材料构件VARI工艺仿真计算与成型实验[J].材料开发与应用,2012,02:51-58.[21] 刘刚, 罗楚养, 李雪芹等.复合材料厚壁连杆RTM成型工艺模拟及制造验证[J].复合材料学报,2012,04:105-112.[22] 谢超.复合材料成型工艺方法的研讨[J].湖南农机,2014,09:62-63.[23] 涂伟, 郑贤义, 赵鹏.基于VARI工艺的复合材料成型技术探讨[J].广船科技,2014,03:37-40.[24] 陈蔚, 成理, 张晨乾等.CCF300/5228A复合材料RFI成型工艺参数[J].航空材料学报,2014,06:54-61.[25] 徐伟丽, 张玉生, 张璇等.大尺寸多格栅复合材料框架共固化成型工艺[J].宇航材料工艺,2014,06:46-48.[26] 王共冬, 王军, 王巍.粗糙集在复合材料成型工艺事例推理中应用[J].武汉理工大学学报,2012,06:27-31.[27] 陈跃鹏, 武永琴.航空工业复合材料制件成型工艺进展[J].科技与企业,2012,13:346.[28] 匡宁, 陈同海, 钱育胜等.中空复合材料的成型工艺及应用进展[J].工程塑料应用,2015,01:120-123.[29] Jonoobi M, Harun J, Mathew AP, Oksman K.Mechanical properties of cellulose nanofiber(CNF)reinforced polylactic acid(PLA)prepared by twin screw extrusion.Compos Sci Technol 2010;70(12):1742-7.[30] Bondeson D, Syre P, Niska KO.All cellulose nanocomposites produced by extrusion.J Biobased Mater Bioenergy 2007;1(3):367-71.[31] 刘志杰, 闫超, 罗辑等.复合材料多隔板框梁结构的RTM工艺成型[J].玻璃钢/复合材料,2015,01:82-87.[32] 马俊龙.复合材料LCM整体成型工艺发展及应用[J].科技创新与应用,2015,10:109.[33] 杨文志, 朱锡, 陈悦等.复合材料螺旋桨RTM成型工艺研究[J].材料科学与工艺,2015,06:1-6.[34] 谭小波.试论酚醛树脂及其复合材料成型工艺的研究进展[J].山东工业技术,2015,24:7.[35] 张小溪.复合材料成型工艺方法及优缺点分析[J].科技与企业,2014,18:165.[36] 马俊龙.复合材料LCM整体成型工艺发展及应用[J].科技创新与应用,2015,10:109.

第二篇：【技术】浅谈整体成型工艺

【技术】浅谈整体成型工艺

背景

复合材料由于具有高比强度、高比刚度、性能可设计、抗疲劳性和耐腐蚀性好等优点，因此越来越广泛地应用于各类航空飞行器,大大地促进了飞行器的轻量化、高性能化、结构功能一体化。复合材料的应用部位已由非承力部件及次承力部件发展到主承力部件，并向大型化、整体化方向发展，先进复合材料的用量已成为航空器先进性的重要标志。复合材料整体成型是指采用复合材料的共固化（Co-curing）、共胶接（Co-bonding）、二次胶接（Secondary bonding）或液体成型等技术和手段，大量减少零件和紧固件数目，从而实现复合材料结构从设计到制造一体化成型的相关技术。在复合材料结构的设计和制造过程中，将几十甚至上百个零件减少到一个或几个零件，减少分段、减少对接、节省装配时间，可大幅度地减轻结构质量，并降低结构成本，而且充分利用了固化前复合材料灵活性的特点。国内外航空领域广泛地采用整体成型复合材料主构件，如诺·格公司的B2轰炸机、波音（Boeing）公司的787飞机和洛·马公司的F35战斗机均在机身和机翼部件中大量运用整体成型复合材料，整体成型结构已经成为挖掘复合材料结构效率，实现复合材料功能结构一体化以及降低复合材料制造成本的大方向。一某轻型公务机整体化复合材料中机身 01 成型材料02 成型方法上半模、下半模分别铺贴完成后合模，并进行接缝补强，最后固化成型。综合考虑工装的重量及与复合材料热膨胀系数的匹配性，选择复合材料工装，为了减轻增压舱上半模重量，上半模型面只采用复合材料型板进行加强，与金属结构支架的连接是可卸的，以利于翻转组合及吊装，图2 为工装示意图。目前，夹层结构的成型方法可以根据面板与蜂窝夹层结构的成型步骤分为共胶接法、二次胶接法和共固化法，对特殊要求的结构还可以采取分步固化。通过对机身结构铺层设计分析，对上、下半模合模位置进行了铺层补强设计，这就排除了采用上、下半模分别成型，然后二次胶接方法的可能。另外，由于整体性要求，若采用分步固化技术，机身外蒙皮固化粘结后形成内部机身舱腔体，局部位置内蒙皮的铺叠操作难度太大，几乎无法实现，所以针对中机身整体结构，采用共固化技术。同时根据结构特点、材料特性及质量要求等对主要工艺展开研究如下：（1）预浸料铺层及剪口优化技术；（2）蜂窝芯加工及定位技术；（3）蜂窝夹层结构的共固化工艺参数确定。二工艺路线及主要工艺措施

01 工艺流程中机身整体成型工艺采用共固化技术，即分别在上、下半模铺叠外蒙皮；然后铺放胶膜，定位蜂窝芯及预埋件；最后铺叠内蒙皮，合模，固化。主要工艺流程如图3 所示。02 主要工艺措施（1）铺层展开及优化。采用CATIA 软件CPD 模块对中机身铺层进行可制造性分析，发现整层设计的预浸料层在结构突变的位置无法展开，并且纤维角度变化非常大，远远偏离了设计给出的铺层角度，如图4 所示。这是因为中机身型面复杂，而对于复杂曲面上的铺层，进行二维展开时，既要保证铺层能够展开，还要保证展开的铺层与3D 模型上边界一致，往往存在较大的困难。只有当制造可行性分析表明纤维变形在可接受范围内才可以进行铺层展开。所以在对复合材料分层数模进行工艺分析时，对不同位置作为起铺点的纤维角度变化进行分析，找出变形面积最小的铺叠起始位置，再通过铺层拼接及开剪口技术找到最优且满足设计铺层角度公差的工艺设计方案，图5 为经过优化后的铺层展开分析图。（2）蜂窝芯预处理。整个增压舱除了防火墙和翼盒外均使用19.05mm 过拉伸NOMEX蜂窝芯，其主要特点是蜂窝纵向柔性较大，易变形，贴模性好，适合成型曲度较大的零件。此种蜂窝芯的理论外形尺寸为2.44m×0.99m，而增压舱上下两部分的蜂窝芯展开尺寸约4m×2.5m，其尺寸远远超出蜂窝芯的外形尺寸，且蜂窝芯外形复杂，如图6 所示。制造过程中蜂窝芯需要拼接，常规蜂窝芯拼接是将蜂窝按位置要求分块后进行型面铣切，然后拼接。但过拉伸蜂窝芯收缩性较大，采取先铣切后拼接的方式，由于收缩会造成实际拼接时比理论外形小15~20mm，所以研制过程采用拼接胶先将蜂窝芯拼接，同时进行稳定化处理，如图7 所示，然后进行外形铣切，可以把误差控制在±3mm 范围以内，符合设计要求。（3）蜂窝芯及预埋件定位。

为了准确定位蜂窝芯和预埋件，在工装制造过程中就通过数控加工和定位预埋衬套和螺栓，用于定位蜂窝芯定位样板和预埋件。预埋件主要是翼盒、防火墙、舷窗等已固化零件，预埋件与蜂窝芯之间采用填充胶填充，以起到填充、补强和粘接的作用。（4）制袋。

将铺叠完的上、下半模合模，铺叠补强层后进行制袋，由于中机身尺寸大，机身内部闭角多，排袋困难，容易架桥，局部地区由于导气不畅通，造成假真空。通过模拟和试验的方法，确定整体真空袋尺寸，通过制作“子母袋”的方法，将上、下半模整体包覆。另外，采用3/4”的抽气嘴分布于机身内部各处闭角附近，并确保各抽气嘴之间透气层的连续性，避免假真空。图8 为合模后制袋。（5）固化。复合材料结构在升温固化过程中经历复杂的热-化学变化，温度、压力及保温时间等工艺参数的确定对结构成型过程有着重要的影响，最终关联着质量问题。如果工艺参数选择不当，常常使复合材料形成不同类型的缺陷，如分层、孔隙、脱粘等。在中机身的成型过程中，按简单的材料工艺进行固化，即室温升至130℃，保温2h，降温至60℃，结果发现固化保温过程中局部位置温度突变，存在集中放热的现象，如图9 所示，检测发现部分区域存在大面积气孔和疏松现象。分析原因，主要是由于中机身模具是一个一端封闭的结构，且机身模具各部位厚度差别较大，整体温度场均匀性不好，造成成型过程温度场难以保证，直接影响固化质量。为解决这一问题，需进行工艺参数的调整，以材料规范中材料本身的固化参数为基础，通过对典型结构零件固化炉成型工艺研究，采用双台阶固化曲线（见图10），结果表明，在树脂凝胶点87℃保温1.5h（第一台阶），在树脂进行了部分固化反应，释放了一定的固化反应热，这样，能够减小在最终固化温度130℃固化过程中的固化反应热释放，减小了温度场差异，有利于排除挥发分，保证固化度一致性。（6）外形铣切及检测。

中机身的风挡、舷窗、舱门等处采用外形铣切型架及靠模的方式进行铣切，如图11 所示。经无损及型面检测，均能满足设计要求。三结束语

通过对某型公务机中机身整体成型技术的研究，证明了该结构采用蜂窝预处理及定位，上、下模组合成型及共固化工艺的制造方案是可行的。本研究也是对我国通用飞机复合材料主结构整体成型工艺的一次有益探索，提升了我国通用飞机复合材料技术设计和制造水平，对推动我国通用飞机产业的发展具有重要的作用和意义。

第三篇：压缩成型工艺教案

第三节

压缩成形工艺

一、压缩成形原理及特点

压缩成形又称压塑成形、模压成形、压制成形等，将松散状(粉状、粒状、碎屑状或纤维状)的固态成形物料直接加入到成形温度下的模具型腔中，使其逐渐软化熔融，并在压力作用下使物料充满模腔，这时塑料中的高分子产生化学交联反应，最终经过固化转变成为塑料制件。

压缩成形的优点有可采用普通液压机，压缩模结构简单(无浇注系统)，生产过程较简单，压缩塑件内部取向组织少、性能均匀，塑件成形收缩率小等。其缺点是成形周期长，生产效率低，劳动强度大，生产操作多用手工而不易实现自动化生产;塑件经常带有溢料飞边，高度方向的尺寸精度难以控制;模具易磨损，因此使用寿命较短。

压缩成形主要用于热固性塑料，也可用于热塑性塑料(如聚四氟乙烯等)。其区别在于成形热塑性塑料时不存在交联反应，因此在充满型腔后，需将模具冷却使其凝固才能脱模而获得制件。典型的压缩制件有仪表壳、电闸板、电器开关、插座等。

二、压缩成形工艺过程

压缩成形工艺过程一般包括压缩成形前的准备及压缩过程两个阶段。（1）压缩成形前的准备

主要是指预压、预热和干燥等预处理工序。a)预压

利用预压模将物料在预压机上压成质量一定、形状相似的锭料。在成形时以一定数量的锭料放入压缩模内。锭料的形状一般以能十分紧凑地放大模具中便于预热为宜。通常使用的锭料形状多为圆片状，也有长条状、扁球状、空心体状或仿塑件形状。

b)预热与干燥

成形前应对热固性塑料加热。加热的目的有两个:一是对塑料进行干燥，除去其中的水分和其他挥发物;二是提高料温，便于缩短成形周期，提高塑件内部固化的均匀性，从而改善塑件的物理力学性能。同时还能提高塑料熔体的流动性，降低成形压力，减少模具磨损。

生产中预热与干燥的常用设备是烘箱和红外线加热炉。

（2）压缩成形过程

模具装上压机后要进行预热。一般热固性塑料压缩过程可以分为加料、合模、排气、固化和脱模等几个阶段，在成形带有嵌件的塑料制件时，加料前应预热嵌件并将其安放定位于模内。a)加料

加料的关键是加料量。定量的方法有测重法、容量法和计数法三种。测重法比较准确，但操作麻烦；容积法虽然不及测重法准确，但操作方便；计数法只用于预压锭料的加料。物料加入型腔时，需要合理堆放，以免造成塑件局部疏松等现象。

b)合模

加料后即进行合模。合模分为两步：当凸模尚末接触物料时，为缩短成形周期，避免塑料在合模之前发生化学反应，应加快加料速度；当凸模接触到塑料之后，为避免嵌件或模具成形零件的损坏，并使模腔内空气充分排除，应放慢合模速度，即所谓先快后慢的合模方式。c)排气

压缩热固性塑料时，在模具闭合后，有时还需卸压将凸模松动少许时间，以便排出其中的气体。通常排气的次数为一至两次，每次时间由几秒至几十秒。d)固化

压缩成形热固性塑料时，塑料依靠交联反应固化定型，生产中常将这一过程称为硬化。在这一过程中，呈黏流态的热固性塑料在模腔内与固化剂反应，形成交联结构，并在成形温度下保持一段时间，使其性能达到最佳状态。对固化速率不高的塑料，为提高生产率，有时不必将整个固化过程放在模具内完成(特别是一些硬化速度过慢的塑料)，只需塑件能完整脱模即可结束成形，然后采用后处理(后烘)的方法来完成固化。模内固化时间应适中，一般为30秒至数分钟不等。时间过短，热固性塑件的机械强度、耐蠕变性、耐热性、耐化学稳定性、电气绝缘性等性能均下降，热膨胀、后收缩增加，有时还会出现裂纹；时间过长，塑件机械强度不高、脆性大、表面出现密集小泡等。e)塑件脱模

制品脱模方法分为机动推出脱模和手动推出脱模。带有侧向型芯或嵌件时，必须先用专用工具将它们拧脱，才能取出塑件。

（3）压后处理

塑件脱模后，对模具应进行清理，有时对塑件要进行后处理。a）模具的清理

脱模后必要时需用铜刀或铜刷去除残留在模具内的塑料废边，然后用压缩空气吹净模具。如果塑料有黏膜现象，用上述方法不易清理时则用抛光剂拭删。

b)后处理

为了进一步提高塑件的质量，热固性塑料制件脱模后常在较高的温度下保温一段时间。后处理能使塑料固化更趋完全，同时减少或消除塑件的内应力，减少水分及挥发物等，有利于提高塑件的电性能及强度。

三、压缩成形工艺参数

压缩成形的工艺参数主要是指压缩成形压力、压缩成形温度和压缩时间。

（1）压缩成形压力

压缩成形压力是指压缩时压力机通过凸模对塑件熔体在充满型腔和固化时在分型面单位投影面积上施加的压力，简称成形压力。

施加成形压力的目的是促使物料流动充模，提高塑件的密度和内在质量，克服塑料树脂在成形过程中因化学变化释放的低分子物质及塑料中的水分等产生的胀模力，使模具闭合，保证塑件具有稳定的尺寸、形状，减少飞边，防止变形。但过大的成形压力会降低模具寿命。

压缩成形压力的大小与塑料种类、塑件结构以及模具温度等因素有关，一般情况下，塑料的流动性愈小，塑件愈厚以及形状愈复杂，塑料固化速度和压缩比愈大，所需的成形压力亦愈大。

（2）压缩成形温度

压缩成形温度是指压缩成形时所需的模具温度。它是使热固性塑料流动、充模并最后固化成形的主要工艺因素，决定了成形过程中聚合物交联反应的速度，从而影响塑件的最终性能。

压缩成形温度高低影响模内塑料熔料的充模是否顺利，也影响成形时的硬化速度，进而影响塑件质量。随着温度的升高，塑料固体粉末逐渐融化，黏度由大到小，开始交联反应，当其流动性随温度的升高而出现峰值时，迅速增大成形压力，使塑料在温度还不很高而流动性又较大时充满型腔的各部分。

在一定温度范围内，模具温度升高，成形周期缩短，生产效率提高。如果模具温度太高，将使树脂和有机物分解，塑件表面颜色就会暗淡。由于塑件外层首先硬化，影响物料的流动，将引起充模不满，特别是模压形状复杂、薄壁、深度大的塑件最为明显。同时，由于水分和挥发物难以排除，塑件内应力大，模件开启时塑件易发生肿胀、开裂、翘曲等；如果模具温度过低，硬化不足，塑件表面将会无光，其物理性能和力学性能下降。

（3）压缩时间

热固性塑料压缩成形时，要在一定温度和一定压力下保持一定时司，才能使其充分交联固化，成为性能优良的塑件，这一时间称为压缩时间。压缩时间与塑料的种类(树脂种类、挥发物含量等)、塑件形状、压缩成形的其他工艺条件以及操作步骤(是否排气、预压、预热)等有关。

压缩成形温度升高，塑件固化速度加快，所需压缩时间减少，因而压缩周期随模具温度提高也会减少。对成形物料进行预热或预压以及采用较高成形压力时，压缩时间均可适当缩短，通常塑件厚度增加压缩时间会随之增加。

压缩时间的长短对塑件的性能影响很大。压缩时间过短，塑料硬化不足，将使塑件的外观性能变差，力学性能下降，易变形。适当增加压缩时间，可以减少塑件收缩率，提高其耐热性能和其他物理力学性能。但如果压缩时司过长，不仅降低生产率，而且会使树脂交联过度而使塑件收缩率增加，产生内应力，导致塑件力学性能下降，严重时会便塑件破裂。

第四节 压注成形工艺

一、压注成形原理及特点

压注成形又称传递成形，它是热固性塑料的重要成形方法之一，是在压缩成形基础上发展起来的一种热固性塑料的成形方法。

成形原理：

先将固态成形物料(最好是预压成锭或经预热的物料)加入装在闭合的压注模具上的加料腔内，使其受热软化转变为黏流态，并在压力机柱塞压力作用下塑料熔体经过浇注系统充满型腔，塑料在型腔内继续受热受压，产生交联反应而固化定型，最后开模取出塑件。

压注成形和注射成形的相同之处是熔料均是通过浇注系统进人型腔，不同之处在于前者塑料是在模具加料腔内塑化，而后者则是在注射机的料筒内塑化。压注成形是在克服压缩成形缺点、吸收注射成形优点的基础上发展起来的。

主要优点有：

(1)压注成形前模具已经闭合，塑料在加热腔内加热和熔融，在压力机通过压注柱塞将其挤人型腔并经过狭窄分流道和浇口时，由于摩擦作用，塑料能很快均匀地热透和硬化。因此，制品性能均匀密实，质量好。

(2)压注成形时的溢料较压缩成形时少，而且飞边厚度薄，容易去除。因此，塑件的尺寸精度较高，特别是制件的高度尺寸精度较压缩制件高得多。(3)由于成形物料在进大型腔前已经塑化，对型芯或嵌件所产生的挤压力小，因此能成形深腔薄壁塑件或带有深孔的塑件，也可成形形状较复杂以及带精细或易碎嵌件的塑件，还可成形难以用压缩法成形的塑件。

(4)由于成形物料在加料腔内已经受热熔融，因此，进人模腔时料温及吸热量均匀，所需的交联固化时司较短，致使成形周期较短，生产效率高。

缺点: 成形压力比压缩成形高；工艺条件比压缩成形要求更严格，操作比压缩成形难度大；压注模比压缩模结构复杂；成形后加料腔内 总留有一部分余料以及浇注系统申的凝料，由于不能回收将会增加生产中原材料消耗；存在取向问题，容易使塑件产生取向应力和各向异性，特别是成形纤维增强塑料时，塑料大分子的取向与纤维的取向结合在一起，更容易使塑件的各向异性程度提高。

二、压注成形工艺过程

压注成形的工艺过程和压缩成形基本相似。它们的主要区别在于：压缩成形是先加料后闭模，而压注成形则一般要求先闭模后加料。

三、压注成形工艺参数

压注成形主要工艺参数包括成形压力、成形温度和成形时间等，它们均与塑料品种、模具结构、塑料情况等多种因素有关。

（1）成形压力

成形压力是指压力机通过压注柱塞对加料腔内塑料熔体施加的压力。由于熔体通过浇注系统时有压力损失，故压注时的成形压力一般为压缩时的2~3倍。

（2）模具温度

压注成形的模具温度通常要比压缩成形的温度低一些，一般约为130°C~190°C，因为塑料通过浇注系统时能从摩擦中取得一部分热量。加料室和下模的温度要低一些，而中框的温度要高一些，这样可保证塑料迸人通畅而不会出现溢料现象，同时也可以避免塑件出现缺料、起泡、接缝等缺陷。

（3）成形时间

压注成形时间包括加料时间、充模时间、交联固化时间、脱模取塑件时间和清模时间等。压注成形时的充模时间通常为5~50s，而固化时间取决于塑料品种，塑件的大小、形状、壁厚，预热条件和模具结构等，通常为30~180s。

第四篇：成型工艺主管岗位职责

成型工艺主管岗位职责

1、工作内容

1.1编制和完善成型车间的管理制度。

1.2编制成型车间工艺文件并监督执行。

1.3与烧成工序沟通，做好成型车间月中排产，转产安排计

划工作

1.4组织成型技术人员对成型工艺技术进行研究提高对生产质量、缺陷进行分析。整改和攻关

1.5负责对模具质量验收工作。

1.6负责产品打板、交板工作。

1.7制订成型车间年终检修计划并组织实施。

1.8对成型车间的生产管理情况、生产工艺执行情况进行工作执导，检查和考核。

第五篇：材料成型工艺

问答题

1、吊车大钩可用铸造、锻造、切割加工等方法制造，哪一种方法制得的吊钩承载能力大？为什么？

2、什么是合金的流动性及充形能力，决定充形能力的主要因数是什么？

3、铸造应力产生的主要原因是什么？有何危害？消除铸造应力的方法有哪些？ 4．试讨论什么是合金的流动性及充形能力？

5.分别写出砂形铸造,熔模铸造的工艺流程图并分析各自的应用范围.6.液态金属的凝固特点有那些，其和铸件的结构之间有何相联关系？ 7.什么是合金的流动性及充形能力，提高充形能力的因素有那些？

8.熔模铸造、压力铸造与砂形铸造比较各有何特点？他们各有何应用局限性？

9.金属材料固态塑性成形和金属材料液态成形方法相比有何特点，二者各有何适用范围？ 10.缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？

11.什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪种场合？

12.手工造型、机器造型各有哪些优缺点？适用条件是什么？ 13.从铁-渗碳体相图分析，什么合金成分具有较好的流动性?为什么? 14.铸件的缩孔和缩松是怎么形成的？可采用什么措施防止? 15.什么是顺序凝固方式和同时凝固方式?各适用于什么金属？其铸件结构有何特点? 16.何谓冒口，其主要作用是什么？何谓激冷物，其主要作用是什么？ 17.何谓铸造？它有何特点？

18.既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力，但为什么又要防止浇注温度过高？ 19．金属材料的固态塑性成形为何不象液态成形那样有广泛的适应性？ 20..冷变形和热变形各有何特点？它们的应用范围如何？

21.提高金属材料可锻性最常用且行之有效的办法是什么？为何选择？ 22.金属板料塑性成形过程中是否会出现加工硬化现象？为什么？ 23.纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？

24．许多重要的工件为什么要在锻造过程中安排有镦粗工序？ 25.模锻时，如何合理确定分模面的位置？ 26.模锻与自由锻有何区别？ 27．板料冲压有哪些特点？主要的冲压工序有哪些？

28.间隙对冲裁件断面质量有何影响？间隙过小会对冲裁产生什么影响？ 29.分析冲裁模与拉深模、弯曲模的凸、凹模有何区别？ 30.何谓超塑性？超塑性成形有何特点？

31、落料与冲孔的主要区别是什么？体现在模具上的区别是什么？

32、比较落料或冲孔与拉深过程凹、凸模结构及间隙Z有何不同？为什么？

33、手工电弧焊与点焊在焊接原理与方法上有何不同？ 34．手工电弧焊原理及特点是什么？

35、产生焊接应力和变形的主要原因是什么，怎样防止或减少应力和变形？

36.试说明焊条牌号J422和J507中字母和数字的含义及其对应的国标型号，并比较它们的应用特点。37.什么是焊接热影响区？低碳钢焊接热影响区内各主要区域的组织和性能如何？从焊接方法和工艺上，能否减小或消灭热影响区？

38.为什么存在焊接残余应力的工件在经过切削加工后往往会产生变形？如何避免？ 39.铸铁焊接性差主要表现在哪些方面？试比较热焊、冷焊法的特点及应用。40.低合金高强度结构钢焊接时，应采取哪些措施防止冷裂纹的产生？ 41.试比较钎焊和胶接的异同点。

42.何谓金属材料的焊接性，其所用的评价方法各有何优缺点？ 43.塑料成形主要采用哪种方法?简述其工艺过程。44.塑料的结晶性与金属有何不同？为什么？

45.塑料注射模具一般由几部分组成？浇注系统的作用是什么？ 46.分析注射成形、压塑成形、传递成形的主要异同点。47.热塑性塑料注射模的基本组成有那些？ 48.橡胶的注射成形与压制成形各有何特点？ 49.什么叫模具，其主要组成有那几部分？

50.粉末冶金成形技术包括哪些内容?它主要适用于哪种情况？

51.粉末压制品为什么在压制后，一定要经过烧结才能达到要求的强度和密度？ 52.粉末冶金工艺生产制品时通常包括哪些工序？

53.为什么金属粉末的流动特性是重要的？

54.为什么粉末冶金零件一般比较小？

55.粉末冶金零件的长宽比是否需要控制？为什么？ 56.为什么粉末冶金零件需要有均匀一致的横截面？

57.怎样用粉末冶金工艺来制造孔隙细小的过滤器？

58.试比较制造粉末冶金零件时使用的烧结温度与各有关材料的熔点？

59.烧结过程中会出现什么现象？

60.怎样用粉末冶金来制造含油轴承？

61.什么是浸渗处理？为什么要使用浸渗处理？

62.采用压制方法生产的粉末冶金制品，有哪些结构工艺性要求？

63.用粉末冶金生产合金零件的成形方法有哪些？

64.试列举粉末冶金工艺的优点。

65.粉末冶金工艺的主要缺点是什么？

66.列举常用的热固性塑料与热塑性塑料，说明两者的主要区别是什么？

67.塑料在粘流态的粘度有何特点？

68.塑料的结晶性与金属有何不同？为什么？

69.热塑性塑料成形工艺性能有哪些？如何控制这些工艺参数？

70.塑料注射模具一般由几部分组成？浇注系统的作用是什么？

71.分析注射成形、压塑成形、传递成形的主要异同点。

72.橡胶材料的主要特点是什么？常用的橡胶种类有哪些？

73.为什么橡胶先要塑炼？成形时硫化的目的是什么？

74.简述橡胶压制成形过程。控制硫化过程的主要条件有哪些？

75.橡胶的注射成形与压制成形各有何特点？

76.陶瓷制品的生产过程是怎样的？

77.陶瓷注浆成形对浆料有何要求？其坯体是如何形成的？该法适于制作何类制品？

78.陶瓷压制成形用坯料为何要采用造粒粉料？压制成形主要有哪几种方法？各有何特点？

79.陶瓷热压注成形采用什么坯料？如何调制？该法在应用上有何特点？

80.复合材料成形工艺有什么特点？

81.复合材料的原材料、成形工艺和制品性能之间存在什么关系？

82.在复合材料成形时，手糊成形为什么被广泛采用？它适合于哪些制品的成形？

83.模压成形工艺按成形方法可分为哪几种？各有何特点？

84.纤维缠绕工艺的特点是什么？适于何类制品的成形？

85.颗粒增强金属基复合材料的成形方法主要有哪些？ 86.选择材料成形方法的原则与依据是什么？请结合实例分析。87.材料选择与成形方法选择之间有何关系？请举例说明。

88.零件所要求的材料使用性能是否是决定其成形方法的唯一因素？简述其理由。

89.轴杆类、盘套类、箱体底座类零件中，分别举出1～2个零件，试分析如何选择毛坯成形方法。90.为什么轴杆类零件一般采用锻造成形，而机架类零件多采用铸造成形？ 91.为什么齿轮多用锻件，而带轮、飞轮多用铸件？ 92.在什么情况下采用焊接方法制造零件毛坯？ 93.举例说明生产批量对毛坯成形方法选择的影响。

94.对于中小批量生产的制品是否适宜用粉末压制法制造？为什么？ 95.还原粉末和雾化粉末的特点是什么？

96.粉末压制制品为什么在压制后，一定要经过烧结才能达到所要求的强度和密度？

97.粉末压制机械零件、硬质合金、陶瓷都是用粉末经压制烧结而成。它们之间有何区别？各适用于哪些制品？

98.硬质合金中的碳化钨和钴各起什么作用？能否用镍、铁代替钴？为什么？ 99.粉末压制件设计的基本原则是什么？为什么要这样规定？

10.试述注射成形、挤出成形、模压成形原理及主要技术参数的正确选用。101.塑料成形特性的内容及应用有哪些？ 102.热塑性塑料注射模的基本组成有哪些？

103.何谓分型面？正确选择分型面对制品品质有哪些影响？

104.热塑性注射模普通浇注系统由哪些部分组成？各个组成部分的作用和设计原则是什么？ 105.注射模成形零件设计包含哪些基本内容？

106.压塑模按凸凹模结构特征分类可分几类？它们各有什么特征？ 107.压塑模的半闭合式凸凹模结构组成、储料槽、排气槽的结构有哪些？ 108.挤出机头的分类及特点有哪些？机头设计的主要内容是什么？

109.塑料制品的结构技术特征包括哪些内容？针对具体的塑料制品，如何分析其技术特征 110.简述影响橡胶注射成形的主要技术因素及注射成形的应用特征。111.压延成形技术能够生产哪些橡胶制品？其生产过程与塑料压延有何异同？ 112.挤出成形在橡胶加工中有何作用？影响挤出成形的主要因素是什么？ 113.橡胶制品的成形特性包括哪些内容？

114．模具的结构一般由哪几部分组成？何谓模具的封闭高度？有何作用？ 115．对模具材料有哪些性能要求？选择模具材料的原则和需要考虑的因素有哪些？ 116．什么是模具寿命？有哪些因素会影响模具寿命？ 117．模具的主要失效形式有哪些？它们的失效机理是什么？ 118．模具制造的特点有哪些？模具的制造一般分为几个阶段？ 119．模具电火花加工的基本原理是什么？它必须满足哪几个基本条件？ 120.如何拟定材料成形方案？

121.材料成形过程与材料的选择有什么关系？ 122.如何考虑材料成形过程的经济性与现实可能性？ 123.如何控制成形件的品质？

124.什么叫做再制造技术？再制造技术的发展趋势如何？ 125.制造技术的主要研究内容是什么？

名词解释

1.液态金属的充型能力

2.铸件的收缩

3.铸件的缩孔和缩松

4.铸件的化学偏析

5.铸造应力

6.低压铸造

7.金属的可锻性

8.体积不变定理

9.最小阻力定律

10.加工硬化

11.落料和冲孔

12.焊接热影响区

13.金属材料的焊接性

14.碳当量ωCE 15.熔化焊接

16.压力焊

17.粉末压制塑料注射成形

18.塑料的流动性

19.注射过程

20.模具基本组成填空题

1．影响金属充型能力的因素有：（）、（）和（）。

2.浇注系统一般是由（），（），（），和（）组成的。3.壁厚不均匀的铸件,薄壁处易呈现（）应力,厚壁处呈现（）应力。

4.粗大厚实的铸件冷却到室温时，铸件的表层呈（）应力，心部呈（）应力。5.铸造应力有()、()、()三种。

6.纯金属或共晶成分的铸造合金在凝固后易产生();结晶温度范围较宽的铸造合金凝固后易产生()。7.铸铁合金从液态到常温经历（）收缩、（）收缩和（）收缩三个阶段;其中（）收缩影响缩孔的形成,（）收缩影响内应力的形成。

8.为防止产生缩孔，通常应该设置（），使铸件实现（）凝固。最后凝固的是（）。9.合金的流动性大小常用（）来衡量,流动性不好时铸件可能产生（）和缺陷。10.浇注位置的选择原则是;（）;分型面的选择原则为:（）。

11.铸件上质量要求较高的面，在浇注时应该尽可能使其处于铸型的（）。12.低压铸造的工作原理与压铸的不同在于（）。

13．金属型铸造采用金属材料制作铸型，为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括：（）、（）、（）、（）。

14.影响铸铁石墨化的主要因素有（）。

15.球墨铸铁的强度和塑性比灰铸铁（），铸造性能比灰铸铁（）。16.铸件的凝固方式有（）。

17.铸造应力的种类有（），（）和（）。18.浇注系统的作用是（）。

19.常用的铸造合金有（），（）和（）三大类，其中（）应用最广泛。

20.应用最广泛而又最基本的铸造方法是（）铸造，此外还有（）铸造，其中主要包括（），（），（）和（）等。

21.锻造时，对金属进行加热的目的是使金属的（）升高，（）降低，从而有利于锻造。22.最小阻力定律是（）。

23可锻性用金属（）和（）来综合衡量。24.锻件图与零件图比较不同在于（）。

25．锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同，可分为（）模膛、（）模膛 两大类。26．预锻模膛与终锻模膛不同在于（）。27.金属塑性变形的基本规律有()和()。28.对金属塑性变形影响最明显的是（）。

29.金属的可锻性主要取决于（）和（）两个方面。

30.金属经塑性变形后，其机械性能的变化是（），（）升高，（），（）下降，这种现象称为（）现象。

29.碳钢中含碳量愈多,钢的可锻性愈（）;这是因钢中含碳愈多,钢的（）增高,()变差造成的。30.绘制自由锻件图应考虑的因素有：（）、（）、（）。

31.根据所用设备不同，模锻分为（）模锻，（）模锻，（）模锻和（）模锻。32.由于模锻无法锻出通孔，锻件应留有（）。

33.绘制模锻件图应考虑的因素有：（）、（）、（）、（）。34.锻件坯料质量计算式：（）。

35.板料拉深是使板料变成（）的工序，板料拉深时常见的缺陷是（）和（）。36.表示拉深变形程度大小的物理量是（）。

37.板料冲压的变形工序有（）、（）、（）和（）等。38.板料冲压的基本工序分为（）和（）两大类。39板料冲孔时凸模的尺寸为（），凹模的尺寸为（）。

40板料拉深时,为了避免拉裂,通常在多次拉深工序之间安排（）热处理。

41.钢的焊性主要取决于钢的（）,其中以（）元素影响最大,通常用（）来判断钢的可焊性好坏。42.焊接过程中,对焊件进行局部、不均匀加热,是造成焊接（）和（）的根本原因。43.按组织变化特性,焊接热影响区可分为()、()、()。

44.按照焊接过程的特点焊接方法可分为三大类（）、（）和（）;手弧焊属于（）,电弧焊属于（）。45埋弧自动焊的焊接材料是（）和（），它适宜焊接（）位置，（）焊缝和（）焊缝。

46.埋弧焊可用的焊接电流比手弧焊大得多,所以埋弧焊效率比手弧焊的（）。

47焊接应力产生的原因是（），减小与消除焊接应力的措施有（），（），（）和（）。48.焊接变形的基本形式有（），（），（），（）和（）。49.焊接性包括两方面：（）、（）。

50.中、高碳钢的焊接一般采取的技术措施：（）、（）、（）。51.使用直流电源实施焊条电弧焊时有（）、（）两种接线方法。52.铁碳合金中的含碳量愈高，其焊接性能愈（），为改善某些材料的可焊性，避免焊接开裂，常采用的工艺是焊前（），焊后（）。

53.二氧化碳气体保护焊，由于二氧化碳是氧化性气体，会引起焊缝金属中合金元素的（），因此需要使用（）的焊丝。

54.粉末压制生产技术流程是()、()、()。

3、何谓铸件的浇注位置？其选择原则是什么?浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的空间

位置。原则：（1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面。（2）铸件大平面应朝下。（3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直、倾斜位置。（4）易缩孔件，应将截面较厚的部分置于上部或侧面，便于安放冒口。

4、金属在锻造前为何要加热？

加热温度为什么不能过高因为加热使原子运动能力增强，很容易进行滑移，因而塑性提高，变形抗力降低，可锻造性明显改善。加热温度过高，会产生过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷，甚至坯料报废。