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復合材料纏繞工藝對比及優缺點

文章來源:新意玻璃鋼 已有次個人瀏覽并咨詢 打印 發表時間:2014-08-12 08:58

纏繞成型工藝是將浸過樹脂膠液的連續纖維(或布帶、預浸紗)按照一定規律纏繞到芯模上,然后經固化、脫模,獲得制品。根據纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態不同,分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種工藝。以下就這三種工藝進行比較:
 
1、干法纏繞:干法纏繞是采用經過預浸膠處理的預浸紗或帶,在纏繞機上經加熱軟化至粘流態后纏繞到芯模上。由于預浸紗(或帶)是專業生產,能嚴格控制樹脂含量(精確到2%以內)和預浸紗質量。因此,干法纏繞能夠準確地控制產品質量。干法纏繞工藝的最大特點是生產效率高,纏繞速度可達100~200m/min,纏繞機清潔,勞動衛生條件好,產品質量高。其缺點是纏繞設備貴,需要增加預浸紗制造設備,故投資較大此外,干法纏繞制品的層間剪切強度較低。
 
2、濕法纏繞:濕法纏繞是將纖維集束(紗式帶)浸膠后,在張力控制下直接纏繞到芯模上。濕法纏繞的優點為:①成本比干法纏繞低40%;②產品氣密性好,因為纏繞張力使多余的樹脂膠液將氣泡擠出,并填滿空隙;③纖維排列平行度好;④濕法纏繞時,纖維上的樹脂膠液,可減少纖維磨損;⑤生產效率高(達200m/min)。濕法纏繞的缺點為:①樹脂浪費大,操作環境差;②含膠量及成品質量不易控制;③可供濕法纏繞的樹脂品種較少。

3、半干法纏繞:半干法纏繞是纖維浸膠后,到纏繞至芯模的途中,增加一套烘干設備,將浸膠紗中的溶劑除去,與干法相比,省卻了預浸膠工序和設備;與濕法相比,可使制品中的氣泡含量降低。

三種纏繞方法中,以濕法纏繞應用最為普遍;干法纏繞僅用于高性能、高精度的尖端技術領域。

纖維纏繞成型的優點:1、能夠按產品的受力狀況設計纏繞規律,使能充分發揮纖維的強度;2、比強度高:一般來講,纖維纏繞壓力容器與同體積、同壓力的鋼質容器相比,重量可減輕40~60%;3、可靠性高:纖維纏繞制品易實現機械化和自動化生產,工藝條件確定后,纏出來的產品質量穩定,精確;4、生產效率高:采用機械化或自動化生產,需要操作工人少,纏繞速度快(240m/min),故勞動生產率高;5、成本低:在同一產品上,可合理配選若干種材料(包括樹脂、纖維和內襯),使其再復合,達到最佳的技術經濟效果。

纏繞成型的缺點: 1、纏繞成型適應性小,不能纏任意結構形式的制品,特別是表面有凹的制品,因為纏繞時,纖維不能緊貼芯模表面而架空;2、纏繞成型需要有纏繞機,芯模,固化加熱爐,脫模機及熟練的技術工人,需要的投資大,技術要求高,因此,只有大批量生產時才能降低成本,才能獲得較的的技術經濟效益。

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