纏繞工藝與拉擠的案例
【科普】碳纖維環(huán)氧體系拉擠工藝研究
另一方面，針對不同尺寸的復合材料，三個區(qū)域的溫度也有所變化，比如尺寸大、較厚的拉擠桿件，固化溫度要高于樹脂的固化溫度，因為溫度是從復合材料的表面向內(nèi)傳遞，這樣才能使得里面的樹脂完全固化，和碳纖維很好地結(jié)合在一起。
4牽引
拉擠成型通常使用夾持牽引裝置，該裝置有兩副內(nèi)部形狀與制件相匹配的家具，拉擠物處于夾具中間，夾具靠壓縮空氣上下啟閉，該夾具安裝在支撐座上，液壓油缸驅(qū)動夾持裝置作往復運動，為了不損傷拉擠物的表面，夾具與拉擠物接觸常襯以聚氨酯材料。牽引裝置的線速度與模具溫度和樹脂體系配合，以保證模具內(nèi)部有良好的固化反應(yīng)。生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，應(yīng)選擇不同的牽引速度，因此，要求牽引裝置速度可以調(diào)節(jié)。
5后固化
拉擠工藝的控制還應(yīng)該考慮后固化的問題，對于大型制件尤為重要。因此不論連續(xù)成型加工中速度多慢，也很難產(chǎn)生像間歇生產(chǎn)那樣的固化狀態(tài)。拉擠成型后期固化簡單方式是安裝一個加熱固化室，而更多采用的是在一個分離的加熱室，用來后固化，保證固化程度。
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展開 酚醛拉擠成型工藝的難點在于哪里？
由于拉擠成型模腔溫度，經(jīng)常在100℃以上，因而酚醛樹脂固化過程中，將會發(fā)生什么現(xiàn)象，水分子如何排出，這是酚醛拉擠工藝，首先遇到的一個需要解決的技術(shù)關(guān)鍵問題。
1、酚醛縮聚反應(yīng)放出水分，對拉擠工藝所產(chǎn)生的影響問題
早在八十年代初期，歐洲一些酚醛生產(chǎn)廠商就開始研制酸催化的酚醛樹脂，其固化溫度約為30℃-80℃，大大降低原來酚醛樹脂所需130℃-180℃的固化溫度，從此開始了酚醛拉擠工藝的研究和試制過程。
這種酸催化的酚醛樹脂，可較好地應(yīng)用于手糊、噴射、低壓模塑、RTM和纖維纏繞等成型工藝方法，其制品具有良好的防火性能，發(fā)煙霧量少，以及毒性低等優(yōu)異性能。 經(jīng)過拉擠工藝的實際試驗，酸催化酚醛樹脂在低溫固化情況下，其結(jié)果卻與設(shè)想的完全相反，具體表現(xiàn)在：一是放出的水份量，要高于高溫酚醛體系的水份量；二是根據(jù)實測性能結(jié)果，放出的水份并不產(chǎn)生對拉擠工藝的“破壞”作用，反而卻使其制品的某些性能有所改善。
另外，高強固化酚醛體系縮聚脫水，在100℃以上時會變成水蒸汽，它是否會對拉擠工藝帶來什么不利的影響？因此能否在100℃溫度以下，利用酸催化劑拉擠酚醛樹脂，以避免脫出水份的沸騰現(xiàn)象。 針對這些問題，有人也曾做過酚醛的固化試驗，發(fā)現(xiàn)在低于 100℃溫度下，在不到 1米長的成型模內(nèi)，酚醛樹脂完全固化是不可能的。而對于高溫固化酚醛體系，由于拉擠成型模腔的內(nèi)壓力很高，因而水的沸點也將超過 100℃，將達到110 ℃，甚至更高。在早期制作酚醛拉擠桿時，發(fā)現(xiàn)在玻璃鋼桿出模時，只有在模具的尾端才冒出水蒸氣。
2、酸催化酚醛拉擠模具的耐腐蝕問題
在酚醛拉擠成型工藝的工業(yè)化生產(chǎn)中，首先遇到的一個問題，是模具的耐酸腐蝕問題。在生產(chǎn)實踐中，往往只需經(jīng)過幾個小時以后，鍍鉻表面層就會遭到酸性的腐蝕，從工具鋼的表面剝落下來。有人企圖通過在酚醛樹脂內(nèi)，加入合適的內(nèi)脫模劑，以解決模具的耐腐蝕問題。
展開 我國纖維纏繞技術(shù)發(fā)展簡史分享
圖7 是第一個國產(chǎn)纖維纏繞玻璃鋼錐環(huán)用于300兆瓦、600兆瓦汽輪發(fā)電機，替代進口，填補國內(nèi)空白；圖8是國產(chǎn)纖維纏繞碳纖維復合材料輥在紡織機械上的應(yīng)用。
4.4 纖維纏繞標準、專利方面
產(chǎn)品標準規(guī)范是產(chǎn)品的成熟的標志，同時產(chǎn)品標準化也促進了產(chǎn)品的更廣泛應(yīng)用。截至目前，我國發(fā)布實施的纖維纏繞方法及產(chǎn)品國家標準、國軍標、行業(yè)標準及規(guī)范30余個，表1是部分纏繞制品現(xiàn)行標準規(guī)范。纏繞技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品獲專利授權(quán)約1000余項。其中復合材料管道工藝、制造、設(shè)備、設(shè)計等專利達到800余項。
5. 纖維纏繞技術(shù)及設(shè)備的未來發(fā)展趨勢
目前，我國纖維纏繞技術(shù)、裝備呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：
（1） 纖維纏繞工藝復合化，纏繞工藝與拉擠、編織、RTM、鋪放、模壓等工藝相結(jié)合。 并開發(fā)出纏繞拉擠薄壁管、復合材料螺紋筋、柔性連續(xù)復合管道、復合材料板簧等產(chǎn)品。
（2） 纏繞機械高自動化，高集成化和高智能化；機器人用于纖維纏繞，具有自由度多、運動靈活、工藝范圍寬等優(yōu)點，尤其適合纏繞小型復雜構(gòu)件，包括軸不對稱和雙凹面部件。
（3） 新型固化技術(shù)及在線固化監(jiān)測技術(shù)不斷應(yīng)用。紅外加熱、微波加熱、火焰加熱、電子束固化等技術(shù)大量用于纏繞制品的固化成型中。
（4） 纖維纏繞制品朝著高性能低成本方向發(fā)展。
表1 纏繞制品現(xiàn)行標準規(guī)范
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圖7 是第一個國產(chǎn)纖維纏繞玻璃鋼錐環(huán)用于300兆瓦、600兆瓦汽輪發(fā)電機，替代進口，填補國內(nèi)空白；圖8是國產(chǎn)纖維纏繞碳纖維復合材料輥在紡織機械上的應(yīng)用。
4.4 纖維纏繞標準、專利方面
產(chǎn)品標準規(guī)范是產(chǎn)品的成熟的標志，同時產(chǎn)品標準化也促進了產(chǎn)品的更廣泛應(yīng)用。截至目前，我國發(fā)布實施的纖維纏繞方法及產(chǎn)品國家標準、國軍標、行業(yè)標準及規(guī)范30余個，表1是部分纏繞制品現(xiàn)行標準規(guī)范。纏繞技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品獲專利授權(quán)約1000余項。其中復合材料管道工藝、制造、設(shè)備、設(shè)計等專利達到800余項。
5. 纖維纏繞技術(shù)及設(shè)備的未來發(fā)展趨勢
目前，我國纖維纏繞技術(shù)、裝備呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：
（1） 纖維纏繞工藝復合化，纏繞工藝與拉擠、編織、RTM、鋪放、模壓等工藝相結(jié)合。 并開發(fā)出纏繞拉擠薄壁管、復合材料螺紋筋、柔性連續(xù)復合管道、復合材料板簧等產(chǎn)品。
（2） 纏繞機械高自動化，高集成化和高智能化；機器人用于纖維纏繞，具有自由度多、運動靈活、工藝范圍寬等優(yōu)點，尤其適合纏繞小型復雜構(gòu)件，包括軸不對稱和雙凹面部件。
（3） 新型固化技術(shù)及在線固化監(jiān)測技術(shù)不斷應(yīng)用。紅外加熱、微波加熱、火焰加熱、電子束固化等技術(shù)大量用于纏繞制品的固化成型中。
（4） 纖維纏繞制品朝著高性能低成本方向發(fā)展。
表1 纏繞制品現(xiàn)行標準規(guī)范
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