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预浸料模压成型工艺

发布时间:

2024-08-02

预浸料的成型工艺：包括真空袋工艺、热压罐工艺、模压工艺、卷管工艺、拉挤成型工艺、缠绕成型工艺、压力袋工艺等。这些工艺各有其特点，如真空袋工艺通过抽真空对产品加压、加热，获得性能优异产品；热压罐工艺提供固化条件，稳定可靠；模压工艺生产效率高、产品尺寸精度高；卷管工艺主要用于加工管状结构件。

碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90%的无机高性能纤维，是新一代增强纤维。但自诞生以来，受限于制造成本以及生产节拍影响，未得到大批量应用。决定碳纤维生产成本及节拍的是成型工艺，RTM、VARI、热压罐、烘箱固化预浸料（OOA）等成型工艺，均存在两个瓶颈：成型周期长；价格昂贵（相对于金属和塑料）。然而预浸料模压工艺作为成型工艺的一种，可实现批量化生产，降低生产成本，也得到越来越广泛的应用。

预浸料模压工艺是指借助温度、压力，在一定时间内将预浸料加入模内，铺贴成的预成型体压制成型。此工艺成型速度快，效率高，设备要求简单，操作简单，与热压罐、VARI及OOA工艺相比，产品两个面表观质量皆优，尺寸稳定性好，工艺过程易控制。

模压工艺四要素
1、温度高低及均匀性：反映树脂与固化剂的反应程度及反应位置均匀度，主要控制成型表面质量及固化程度；

2、压力大小及均匀性：反映树脂中空气排出及流动效果，控制成型表面质量及力学性能。

3、固化时间的长短：反映固化度，保证生产效率。

4、模具型腔厚度：反映产品厚度，根据碳纤维材料自身特殊性，设计合理的型腔厚度。

工艺适用性
预浸料模压工艺理论上可制造任何结构的产品，但是产品结构若过于复杂，如倒扣、翻边区域过多，会导致模具成本及生产难度大幅增加，因此对于结构特别复杂的件适用性不强（更适合结构相对简单的模压成型），当然我们可以通过结构优化或分块设计+粘接方案制造复杂件。

相关技术
多层裁切技术：多层预浸料一次性裁切；不同角度预浸料一次性裁切，提高裁切效率。

热进热出技术：将模具直接加热到固化温度，将预成型体放入模具压制成型，缩短成型时间，降低能耗。

净尺寸成型技术：先将预成型体冲裁至净尺寸，再放入净尺寸模具中固化，减少切割工序。
四、工艺难点

复杂结构产品模具设计难度大：若产品存在大量倒扣、负角，造成模具制造难度加大，同时模具长期使用后，会导致镶块位置配合精度降低。因此在设计产品时，尽量避免倒扣或负角。

注意：外覆盖件对产品表面质量要求很高，碳纤维素材件常见问题有：产品露纹理件白点；产品乱纹问题；表面针孔、缺胶问题等。综其原因，预浸料中的固化剂混合不均匀或反应不完全；模具温度不均匀；温度与压力配合不到位；模具设计加工不到位；成型过程未把控好；脱模剂起反应等。

【华诚模具】预浸料模压工艺

采用快速固化预浸料，固化时间大大缩短；

采用先进下料图分块理念，简化铺贴工作；

采用蒸汽加热，升温速率快，成型周期短，绿色环保，无污染等。

通过这些措施，实现批量化生产，降低生产成本。

华诚模具更是对原材料、脱模剂、成型温度、压力大小及加压时机、保温时间、模具型腔进行对应调整，以及大量经验积累及技术改进，提高产品成型后的表面质量，尺寸一致性好，满足各行业对单件尺寸、各总成件间隙面差相互配合要求。