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為什么使用壓縮成型模擬?壓縮成型為塑料在高溫高壓的條件下被擠壓進(jìn)預(yù)熱的膜腔中直到固化的成型過(guò)程。其制程可用于大量生產(chǎn)且達(dá)到低成本的制模，適用于具有復(fù)雜外觀、高強(qiáng)度或抗高沖擊性的產(chǎn)品。壓縮成型能夠快速生產(chǎn)復(fù)雜的復(fù)合材料部件，Moldex3D支持許多不連續(xù)的且常用于壓縮成型的FRP材料，包含熱塑性材料GMT、LFT-G、LFT-D；也支持熱固性材料，例如SMC、BMC材料。

02 復(fù)合材料的成型及脫模 復(fù)合材料在成型脫模過(guò)程中會(huì)面臨許多挑戰(zhàn)，其中成型工藝以及成型過(guò)程中使用的脫模劑產(chǎn)品體系對(duì)生產(chǎn)的成功起著至關(guān)重要的作用。性能優(yōu)異的脫模劑可以提高制品表面的光滑度，同時(shí)保護(hù)模具不受損害。

然而注塑成型復(fù)合材料部件的材料屬性具有位置相關(guān)性。在每個(gè)位置上，復(fù)合材料的機(jī)械屬性是非線性且各向異性的，因此使用傳統(tǒng)的數(shù)值模型為短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件建模極具挑戰(zhàn)性，這是由于傳統(tǒng)方法對(duì)于復(fù)合材料非線性分析的成本過(guò)高或不夠準(zhǔn)確。

王永貴，梁憲珠，曹正華.熱壓罐工藝成型先進(jìn)復(fù)合材料構(gòu)件的溫度場(chǎng)研究綜合[J].玻璃鋼/復(fù)合材料，2009（3）：81-85. 2. 陳祥寶，邢麗英，周正剛.樹(shù)脂基復(fù)合材料制造過(guò)程溫度變化模擬研究[J].航空材料學(xué)報(bào)，2009，29(2)：61-65. 3.

然而注塑成型復(fù)合材料部件的材料屬性具有位置相關(guān)性。在每個(gè)位置上，復(fù)合材料的機(jī)械屬性是非線性且各向異性的，因此使用傳統(tǒng)的數(shù)值模型為短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件建模極具挑戰(zhàn)性，這是由于傳統(tǒng)方法對(duì)于復(fù)合材料非線性分析的成本過(guò)高或不夠準(zhǔn)確。

在得到SMC工藝制備的片狀卷材后，會(huì)對(duì)材料進(jìn)行進(jìn)一步加工，通常稱為CF-SMC模壓成型工藝，將連續(xù)碳纖維和短切纖維通過(guò)不同形式的混雜加工從而制備成形狀較為復(fù)雜、有較高尺寸精度要求的復(fù)合材料零部件，這里連續(xù)纖維作為增強(qiáng)體彌補(bǔ)了短切纖維的力學(xué)短板，達(dá)到了局部補(bǔ)強(qiáng)的目的。可以看出該種方式通過(guò)控制纖維長(zhǎng)短，鋪設(shè)方向，可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)復(fù)合材料的力學(xué)性能，在力學(xué)性能的可控性和可設(shè)計(jì)性要比單層SMC片材大。

復(fù)合材料制件成型過(guò)程中，由于材料自身的各向異性、樹(shù)脂基體的化學(xué)收縮反應(yīng)以及模具作用等因素的影響，導(dǎo)致制件成型過(guò)程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力，引起固化變形，從而增加制造成本和裝配難度。因此，合理預(yù)測(cè)制件固化過(guò)程中殘余應(yīng)力的發(fā)展，計(jì)算制件的固化變形量，成為降低制造成本、提高生產(chǎn)效率的重要手段。復(fù)合材料固化成型仿真主要包括三個(gè)部分：熱-化學(xué)模型，固化動(dòng)力學(xué)方程和固化本構(gòu)。

圖6 國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的熱熔法連續(xù)碳纖維增強(qiáng)PEEK窄帶預(yù)浸料 圖7 國(guó)產(chǎn)預(yù)浸料模壓工藝成型連續(xù)碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料層板此外，針對(duì)熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)化成型工藝，東華大學(xué)與南京航空航天大學(xué)合作開(kāi)展了基于熱塑性預(yù)浸料的自動(dòng)鋪絲工藝驗(yàn)證，結(jié)果表明預(yù)浸料樹(shù)脂的低熔融溫度特性，降低了成型工藝溫度，基本滿足了自動(dòng)鋪絲工藝性要求，如圖 8 所示。

在得到SMC工藝制備的片狀卷材后，會(huì)對(duì)材料進(jìn)行進(jìn)一步加工，通常稱為CF-SMC模壓成型工藝，將連續(xù)碳纖維和短切纖維通過(guò)不同形式的混雜加工從而制備成形狀較為復(fù)雜、有較高尺寸精度要求的復(fù)合材料零部件，這里連續(xù)纖維作為增強(qiáng)體彌補(bǔ)了短切纖維的力學(xué)短板，達(dá)到了局部補(bǔ)強(qiáng)的目的。可以看出該種方式通過(guò)控制纖維長(zhǎng)短，鋪設(shè)方向，可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)復(fù)合材料的力學(xué)性能，在力學(xué)性能的可控性和可設(shè)計(jì)性要比單層SMC片材大。

樹(shù)脂轉(zhuǎn)注成型(Resin Transfer Molding, RTM)是一種復(fù)合材料液態(tài)成型制程，適合用來(lái)生產(chǎn)需要高強(qiáng)度的產(chǎn)品，且相對(duì)于傳統(tǒng)方法可以減少制造時(shí)間，已應(yīng)用于許多地方，對(duì)復(fù)合材質(zhì)的量產(chǎn)來(lái)說(shuō)，是個(gè)非常具潛力的制程。隨著需求增加及技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)RTM也延伸出許多種特別的制程，諸如HP-RTM、WRTM及CRTM等。

圖3 LEAP系列發(fā)動(dòng)機(jī)樹(shù)脂基復(fù)合材料風(fēng)扇葉片制造過(guò)程 (a) 三維纖維預(yù)成型體制備；(b) 纖維預(yù)成型體裝模；

壓縮成型制程常被產(chǎn)業(yè)界用于制造復(fù)雜的復(fù)合材料產(chǎn)品(圖一)，其中片狀預(yù)浸材(Sheet Molding Compound, SMC)、玻璃纖維熱塑性材料(glass mat thermoplastic, GMT)及預(yù)浸料(Prepreg)成型，是實(shí)務(wù)上常使用的壓縮成型種類。

為了普及復(fù)合材料成形工藝仿真分析技術(shù)，復(fù)合材料力學(xué)公眾平臺(tái)將于2026年1月24 日-1月25日在陜西西安舉辦為期兩天的第二期PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝 仿真培訓(xùn)班，此期培訓(xùn)主要通過(guò)“理論+實(shí)操”講解基于PAM-COMPOSITE軟件對(duì)連續(xù) 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制件的成型工藝仿真， 包括纖維干布或預(yù)浸料的模壓成型仿真， 液 態(tài)模塑RTM成型仿真，熱固性樹(shù)脂的固化變形仿真以及片狀模塑料（SMC

樹(shù)脂轉(zhuǎn)注成型(Resin Transfer Molding, RTM)是一種復(fù)合材料液態(tài)成型制程，適合用來(lái)生產(chǎn)需要高強(qiáng)度的產(chǎn)品，且相對(duì)于傳統(tǒng)方法可以減少制造時(shí)間，已應(yīng)用于許多地方，對(duì)復(fù)合材質(zhì)的量產(chǎn)來(lái)說(shuō)，是個(gè)非常具潛力的制程。隨著需求增加及技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)RTM也延伸出許多種特別的制程，諸如HP-RTM、WRTM及CRTM等。

海洋工程：超長(zhǎng)耐腐蝕管道、深海立管的纏繞成型變得簡(jiǎn)單高效。醫(yī)療器械行業(yè)：骨科植入物、手術(shù)器械的連續(xù)擠出成型確保了產(chǎn)品的一致性和可追溯性。03、選千米級(jí)連續(xù)帶材，選擇未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力在高端復(fù)合材料領(lǐng)域，”連續(xù)性”代表著可靠性，”長(zhǎng)度”象征著實(shí)力。選擇我們君華的1000米LU-CF/PEEK，您獲得的不僅是一卷材料，更是一整套解決方案。

樹(shù)脂轉(zhuǎn)注成型(Resin Transfer Molding, RTM)是一種復(fù)合材料液態(tài)成型制程，適合用來(lái)生產(chǎn)需要高強(qiáng)度的產(chǎn)品，且相對(duì)于傳統(tǒng)方法可以減少制造時(shí)間，已應(yīng)用于許多地方，對(duì)復(fù)合材質(zhì)的量產(chǎn)來(lái)說(shuō)，是個(gè)非常具潛力的制程。隨著需求增加及技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)RTM也延伸出許多種特別的制程，諸如HP-RTM、WRTM及CRTM等。

這些方法包括溶劑鑄造、熔融復(fù)合、壓縮成型、注射成型、擠壓成型等。選擇一種特定的加工方法取決于所需的應(yīng)用、聚合物的類型和要使用的增強(qiáng)材料。 1. 溶劑鑄造法： 這種方法被廣泛用于制備生物復(fù)合材料，它需要少量的聚合物基體和增強(qiáng)材料。在這種方法中，聚合物被溶解在一個(gè)合適的溶劑系統(tǒng)中。溶解后，加入增強(qiáng)材料以制備均勻的混合物。