弹箭用复合材料的加工技术研究与应用(2)

菜单

1.3 本课题主要任务以及采用的手段

本文主要的研究任务如下：首先对弹箭用复合材料加工技术现状分析，然后针对某弹箭选择并设计合适的复合材料加工工艺及实施方案。

拟采用的手段如下：查阅各种资料，获得目前弹箭用复合材料的各种加工成型技术资料；针对弹箭设计中的实际需要，采用复合材料进行生产制造，并通过实验研究分析获得最佳的生产工艺。

2 复合材料加工现状分析

2.1 树脂基复合材料成型工艺［16～20］

树脂基复合材料的工作温度一般低于425ºC，具有轻质高强、破损安全性好、耐化学腐蚀、电性能好、可设计性强等优点。目前，树脂基复合材料成型工艺主要包括三大类：对模成型、接触成型和其他重要的成型方法。

2.1.1 对模成型

对模成型就是用了两个相互配对的单模来成型。成型时先将片材用框架夹持于两模之间，然后在加热器对片材进行加热到一定的温度时，移走加热器并将两片合拢。在合拢的过程中，片材与模具间的空气通过的气孔向外排出。成型后经冷却、脱模和修整后即得制品。

对模成型目前有以下四种成型方法：（1）模压成型，主要针对片状模塑料等在一定温度与压力的条件下成型，该法也特别适应于精度和重复性要求较高，以及大批量地制造制品；（2）树脂传递成型，即将配有固化系统的树脂在一定压力下注入已铺覆增强材料的模具内，然后再经过固化和脱模等过程，这种方法所生产的产品的两面比较光滑，而且产品的树脂含量与尺寸比较稳定，且劳动环境好，一般情况下工艺装备投资少；（3）注塑成型，这种方法与热塑性塑料注塑成型非常相似，可以短纤维或长纤维料进行注射，这种方法包括了热塑性材料和热固性塑料成型的两种方法，而且此法加工成本低，生产效率比较高高，制品的力学性能比较好；（4）结构反应注射成型，这种方法与树脂传递成型差不多，但所用的基体多是聚氨酯，非常适合对于韧性或弹性较好的高强度制品的大批量。论文网

2.1.2 接触成型

接触成型是在不加压或稍加压的情况下的成型工艺方法。目前，接触成型主要包括以下五种成型方法：（1）手糊成型，这种方法是在铺设增强体材料的同时，还进行涂刷树脂的工作，在达到所需要的厚度之后才结束，然后通过脱模和固化成型等工艺过程；（2）喷射成型，即先利用喷射设备将所用的树脂进行雾化，然后与切断的纤维及时在空间上进行混合均匀后，将使其置于模具面上，然后压实，最后排出气泡并固化成型。这种方法起源于手糊成型，但是与手糊成型相比，是将手糊操作中的浸胶和纤维铺设的工作交由设备来完成，因此，这是一种相对效率比较高的成型工艺；（3）真空袋成型，这种方法是通过抽真空的方式使袋内复合材料坯件受到均匀的外部压力来使复合材料成型的；（4）压力袋成型，这种方法是在弹性袋接受流体压力的情况下，使得在弹性袋和刚性模之间的增强塑料，受到均匀的压力而成型的一种成型方法；（5）高压釜成型，即在高压情况下进行成型的一种成型方法。

2.1.3 其他重要的成型方法

其他重要的成型方法主要有三种：（1）纤维缠绕法，即将没有间断的纤维粗纱或布袋浸渍混合的树脂胶液，在控制张力和预定线型的条件下，进行连续地缠绕，绕缠于制品内，然后在室温条件或加热条件下使之固化，最终形成一定形状制品的方法。这种方法的产品质量比较稳定，生产效率也比较高；（2）拉挤成型法，即将无捻玻璃纤维粗砂或者其他的增强材料进行预成型，在预定牵引装置的带动下，通过加热的成型模具进行固化成型，从而实现FRP（纤维增强复合材料）制品的连续生产。这种方法最大特点是连续性成型，且结构效率高，制造成本低；（3）连续板材成型法，即在连续成型机组上使不饱和聚酯树脂浸润玻璃纤维，然后通过模板加热定型固化得到特定截面的连续板材的一种工艺。