熱塑性成型工藝
關注創(chuàng)建者：晉源貔貅 創(chuàng)建時間：2018-09-30
熱塑性成型工藝的實例教程
Airtech 先進材料集團推出用于熱塑性成型工藝的超高溫真空袋裝材料，最高溫度可達427°C。
它是一種高性能離型膜，兩面處理，固化溫度高達405°C。熱酰亞胺RCBS是在熱塑性材料和其他高溫應用的成型過程中使用的離型膜。
優(yōu)點：
耐高溫薄膜可在高溫下安全使用
優(yōu)異的固化部件釋放，因此薄膜可以輕松快速地脫落
在簡單的輪廓形狀上施加壓力的靈活性。
它是新一代密封帶，適用于高達427°C的高溫應用。當應用于熱酰亞胺時，它可以快速建立粘性。對高溫裝袋膜具有良好的室溫粘附性，減少了真空袋高溫部件所需的時間。
優(yōu)點：
最容易使用高溫膠帶
與聚酰亞胺薄膜粘合良好
與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，改善了高溫性能
Airweave UHT 300PGL和Airweave UHT 450PGL
它們是優(yōu)質的非織造混紡玻璃纖維呼吸器，適用于超高溫應用。使用這些呼吸器代替編織玻璃纖維呼吸器更安全。它們使真空袋和任何半徑更容易過渡。一層可為427°C提供良好的呼吸。Airweave UHT 300PGL和Airweave UHT 450PGL設計用于高溫熱固性和熱塑性樹脂系統(tǒng)。
優(yōu)點：
無紡布呼吸器結構優(yōu)于編織玻璃纖維
超高溫呼吸器，適用于熱塑性塑料等應用
在非常高的溫度下保持真空水平
玻纖https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2887
展開 工藝過程
FRTP的生產(chǎn)方法得到了很快發(fā)展：注射、擠出、模壓、纏繞、RTM等都可以生產(chǎn)FRTP。
為解決浸漬問題，熱塑性復合材料通常采用預浸漬的方式，將樹脂與纖維混合，制備成粒料，片材等半成品材料。再根據(jù)不同的工藝要求成型。
熱塑性復合材料原料及工藝過程
FRTP的原材料種類與纖維長度形態(tài)關系
FRTP粒料的制備方法
?增強粒料的制造要求：
① 玻璃纖維能均勻地分散于樹脂之中。
② 玻璃纖維與樹脂應盡可能包覆或粘結牢固。
③ 制造過程中應盡可能減少對玻璃纖維的機械損傷，盡可能減少對樹脂分子的降解。
?熱塑性增強塑料粒料的分類：
短纖維型（分散型增強粒料）：指玻璃纖維和高分子樹脂通過混煉，在此過程中玻璃纖維被折斷，以長度為O.25～O.5 mm的短玻璃纖維形式，均勻地分散于樹脂中，適宜于柱塞式注射成型機用(當然也可以用于螺桿式注射成型機)。
? 短纖維型增強粒料是為解決高熔融粘度樹脂的長纖維型粒料因纖維在樹脂中分散不好易引起制品性能和外觀不
理想而產(chǎn)生。
? 短纖維型粒料具有較好的成型加工性和表面平滑性，用柱塞式和螺桿式注射成型機均可成型。但纖維在造粒時磨損嚴重、長度短，制品強度不高；由于短纖維型粒料的加工流動性較好，適合于制造壁薄和形狀復雜的制品
短纖維增強熱塑性塑料粒料的制造方法
(1)短切纖維原絲單螺桿擠出法
工藝：將短切GF原絲與樹脂按設計比例加入到單螺桿擠出機中混合、塑化、擠出條料、冷卻后切粒。對于粒料樹脂，要重復2～3次才能均勻。對于粉末狀樹脂，則可一次性擠出造粒。
展開 落料片的生產(chǎn)
落料片是在開卷落料線上生產(chǎn)出來特定輪廓的料片，然后將落料片運送至熱成型線，由機器人通過真空吸盤將落料片送至打碼機打碼之后，放至輸送線上傳送至加熱爐。
2. 金相組織奧氏體化
初始硼鋼的金相組織是鐵素體和珠光體，我們從上圖可以看出來熱成型過程中Austenization階段先加溫至930-950℃再保溫使得板料內(nèi)部組織完全奧氏體化，奧氏體組織的塑性非常好，強度低，非常適合沖壓加工。
3. 熱沖壓加工
從加熱爐出來的板料會迅速被機械手夾鉗送至熱成型模具型腔進行沖壓加工，熱成型模具相比冷沖壓模具關鍵區(qū)別在于多了水路冷卻系統(tǒng)，保壓冷卻的過程中（淬火），板料的金相組織會完全變?yōu)轳R氏體組織。馬氏體組織的強度、硬度非常高，熱成型件的抗拉強度可達1500MPa，零件表面硬度可達到52HRC。
4. 激光切割
由于熱成型件強度硬度大，使用傳統(tǒng)的冷沖壓模具進行修邊沖孔的話，模具部件磨損嚴重、壽命嚴重縮短。目前的解決方案是在熱成型線尾配備3-4臺激光切割機器人進行修邊沖孔加工。
5. 后處理
由于在熱成型加工過程中，零件處于高溫狀態(tài)時表面被氧化形成氧化膜，一般需通過噴丸處理來清理零件。
噴丸處理
文章來源：沖壓與模具工藝
展開 不管是選用嵌件注塑成型仍是二次注塑成型，都是將熱塑性彈性體（TPE）注塑在與之相容的剛性基材上。這使得“軟包覆硬”商品的功用性得到增強，如絕緣性、耐化學性、愈加契合人類工程學、更佳的手感、握持性以及拔尖的美感。
嵌件成型：嵌件成型中，先制成剛性部件（一般為比較硬的塑料部件），將其嵌入模穴中，然后在這個組件上用TPE注射成型，最終得到完好的商品。慣例的注射成型設備能夠用于嵌件成型。置入剛性部件時能夠經(jīng)過人工或機械手臂來完結。
二次注射成型：二次注塑成型也叫做兩次注射成型、雙色成型或多原料成型。這種情況下運用的專用機器帶有多個料筒，用來向同一個模具中寫入不相同的資料。
復式注塑中的粘結性 在復式注塑中，堅固的基材和TPE間的粘結性是加工能否成功的要害。較差的粘結性可致使如剝離、彎曲、磨損或分層等疑問。兩種資料間的相容性和加工溫度是影響粘結強度的重要因素。
資料相容性：不相同硬/軟資料組合的粘結強度
加工溫度：它反映了TPE熔融溫度、剛性基材溫度與粘結強度之間的聯(lián)系。TPE在復式注塑中的運用 以聚酯為基體的熱塑性彈性體（TPE-E或 COPE），是由DSM工程塑料所出產(chǎn)。
這類聚酯彈性體兼具了工程塑料的強度、加工特性以及熱固性彈性體功用，改進了加工、出產(chǎn)率和耐化學性。
大多數(shù)手感柔軟的復式注塑運用都觸及把薄薄一層軟性資料（TPE）注射在硬質基材上。因為TPE一般需求流經(jīng)較長的途徑和薄壁區(qū)來充入模具，所以TPE得具有較高的流動性。 低粘度商品規(guī)格優(yōu)化了關于復式注塑而言至關重要的粘結性，是這一加工運用的首選資料。
化學粘結：TPE經(jīng)過復式注塑與用作剛性基材的極性聚合物（如PC, PC/ABS, ABS）粘結得非常好。
展開 注塑工藝設定要考慮收縮率、流動性、結晶性、熱敏性塑料及易水解塑料、應力開裂及熔體破裂、熱性能及冷卻速度、吸濕性等因素。
一、收縮率
熱塑性塑料成型收縮的形式及計算如前所述，影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下：
1.1塑料品種熱塑性塑料成型過程中由于還存在結晶化形起的體積變化，內(nèi)應力強，凍結在塑件內(nèi)的殘余應力大，分子取向性強等因素，因此與熱固性塑料相比則收縮率較大，收縮率范圍寬、方向性明顯，另外成型后的收縮、退火或調濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。
1.2塑件特性成型時熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態(tài)外殼。由于塑料的導熱性差，使塑件內(nèi)層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另外，有無嵌件及嵌件布局、數(shù)量都直接影響料流方向，密度分布及收縮阻力大小等，所以塑件的特性對收縮大小、方向性影響較大。
1.3進料口形式、尺寸、分布這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補縮作用及成型時間。直接進料口、進料口截面大（尤其截面較厚的）則收縮小但方向性大，進料口寬及長度短的則方向性小。距進料口近的或與料流方向平行的則收縮大。
1.4成型條件模具溫度高，熔融料冷卻慢、密度高、收縮大，尤其對結晶料則因結晶度高，體積變化大，故收縮更大。模溫分布與塑件內(nèi)外冷卻及密度均勻性也有關，直接影響到各部分收縮量大小及方向性。另外，保持壓力及時間對收縮也影響較大，壓力大、時間長的則收縮小但方向性大。
注塑壓力高，熔融料粘度差小，層間剪切應力小，脫模后彈性回跳大，故收縮也可適量的減小，料溫高、收縮大，但方向性小。因此在成型時調整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時間等諸因素也可適當改變塑件收縮情況。
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熱塑性成型工藝的相關專題、標簽、搜索
熱塑性成型工藝的最新內(nèi)容
自動保壓是某些熱塑性成型工藝的保壓控制的默認選項
對于中性面、Dual Domain 和 3D 網(wǎng)格中的某些熱塑性塑料成型工藝（例如熱塑性塑料注射成型和熱塑性塑料重疊注塑），自動保壓是保壓控制的默認選項。使用此選項時，求解器將自動確定保壓壓力的持續(xù)時間和大小，以確保保壓不會在澆口凍結之前結束，并且使用合理的保壓壓力級別。自動保壓曲線可能不一定是最佳曲線。
高性能熱塑性復合材料及其成型工藝
目前航空結構中使用的復合材料絕大多數(shù)采用環(huán)氧、雙馬、聚酰亞胺等熱固性樹脂作為基體。
車身輕量化一直是各整車廠需落實的重要課題。在同等重量下，高強度鋼能很大程度上提升車身強度，改善碰撞安全性能。但是高強度鋼成形困難、回彈嚴重，導致工裝制造、調試難度非常高。熱成型鋼的出現(xiàn)完美解決了以上兩大難題
上飾板骨架的成型過程是一種普 通的注塑成型，具體來看選擇的是「 熱塑性注塑成型」工藝類型，該工藝類型的分析序列為「冷卻+填充+保壓+翹曲」。對于.
不管是選用嵌件注塑成型仍是二次注塑成型，都是將熱塑性彈性體（TPE）注塑在與之相容的剛性基材上。這使得“軟包覆硬”商品的功用性得到增強，如絕緣性、耐化學性、愈加契合人類工程學、更佳的手感、握持性以及拔尖的美感。
嵌件成型：嵌件成型中，先制成剛性部件（一般為比較硬的塑料部件），將其嵌入模穴中，然后在這個組件上用TPE注射成型，最終得到完好的商品。慣例的注射成型設備能夠用于嵌件成型
注塑工藝設定要考慮收縮率、流動性、結晶性、熱敏性塑料及易水解塑料、應力開裂及熔體破裂、熱性能及冷卻速度、吸濕性等因素。
一、收縮率
熱塑性塑料成型收縮的形式及計算如前所述，影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下：
1.1塑料品種熱塑性塑料成型過程中由于還存在結晶化形起的體積變化，內(nèi)應力強，凍結在塑件內(nèi)的殘余應力大，分子取向性強等因素，因此與熱固性塑料相比則收縮率較大
然而由于PI的成型窗口窄，易降解和水解，并且伴有嚴重的離模脹大效應等問題，成型條件苛刻，因此傳統(tǒng)的熱塑性PI成型工藝為模壓成型、注塑成型、流延成型等，而市場上很少有通過擠出成型工藝制成的棒材。導致國內(nèi)幾乎沒有廠家能夠實現(xiàn)聚酰亞胺（PI）型材的連續(xù)擠出成型。江蘇君華特塑經(jīng)過長時間的研發(fā)，克服種種困難，終于成功擠出熱塑性PI棒材。
傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗機（右）有一個鋼絲圈，它往往會破壞碳纖維長絲。Aerolas環(huán)旋扣器（左）在一個環(huán)內(nèi)有兩個彎曲的圓形鋼圈，該環(huán)依靠空氣軸承技術旋轉。該環(huán)旋扣器使Aerolas能夠使用碳纖維和熱塑性纖維材料紡紗，適合用于3D打印系統(tǒng)。（照片來源|CW）
雙機器人協(xié)作系統(tǒng)，一臺機器人施加碳纖維/熱塑性帶，另一臺同時提供可移動的工裝表面
據(jù)復合材料世界雜志2月消息，航空航天制造商通用原子航空系統(tǒng)公司（GA-ASI）正在開發(fā)一種用于制造熱塑性復合結構的新工藝，該工藝不需要傳統(tǒng)的模具或工裝。這套系統(tǒng)有望應用于航空航天
來源：SAMPE
作者：姚志佳
一、概述
連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料由于其輕質、高剛度、高韌性等特性，在汽車工業(yè)，航空航天，軍工，電子等諸多領域已經(jīng)廣泛的應用。連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料（CFRTP）是以連續(xù)纖維作為增強材料，以熱塑性樹脂為基體，通過將熱塑性樹脂熔融浸漬的工藝制造的高強度、高剛性、高韌性的復合材料。可選用的增強材料包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、植物纖維、以及玄武巖纖維
