各类成型工艺比较
手糊成型与成型因工具制造过程简便与成本相对较低,故而允许快速的产品开发周期。
手糊成型
手糊成型,又称接触成型,是复合材料生产中历史悠久且应用普遍的一种方法。主要依赖手工操作,辅以少量机械设备。它以不饱和聚酯树脂或环氧树脂等为基体材料,将增强材料粘合在一起。
成型
成型则提供了更大的形状复杂性和更快的生产速度。此工艺使用低成本开放式模具和室温固化树脂,特别适合生产低至中等数量的大型零件。短切纤维增强材料和催化树脂通过切碎机/喷枪沉积在模具中。
上述两种工艺均具有广泛的零件尺寸潜力,且产品多有一个成品表面,需进行二次修整。
- 适合小批量、大型和/或复杂组件的生产。
- 最适合年生产率低于1,500个零件的情况。
- 工具成本低,可容纳单件或多件模具。
- 常作为原型开发的首选方法,设计更改较为容易。
模压成型C/BMC
模压成型多用于大容量复合材料零件的生产,常与片状或块状成型复合材料相关联。此工艺能生产各种尺寸的高强度复杂零件。
模压部件的特点是净尺寸和形状精确、两个出色的成品表面以及出色的部件间可重复性。修整和整理成本较低。
- 模内涂层可改善表面可涂性。
- 颜色化合物可根据需求定制。
- 模具通常由模具钢制成,但在压力较低时也可使用其他工具材料。
- 每副模具的通常使用寿命为制作约60,000个零件。
LCM(液体复合成型)工艺中的PRIME技术
PRIME(Prepositioned-Reinforcement-Ensuring-Manufacturing-Excellence)是一种预置钢筋的LCM工艺,它提供与C相似的性能特征和成本优势。其关键区别在于卓越的结构效率,可改善模制部件的机械和外观特性,因此在需要更高结构完整性的大批量汽车和卡车零件中广泛应用。
PRIME技术使用预先放置的增强材料,将纤维与产品的负载精确对齐,从而提高纤维效率和降低单位重量成本。此工艺使用先进机器人技术,最大限度地减少纤维和劳动力的变化,从而进一步提高性能。
图示及数据比较展示了PRIME在冲击能量和拉伸强度方面相比C的优越性。
树脂传递模塑(RTM)及其他相关工艺
RTM是一种真空辅助的树脂转移工艺,适合中等批量生产的较大部件。此工艺提高了层压板的压缩率、高纤维树脂比和出色的强度重量特性。(真空灌注成型)和Light RTM等工艺也各有特点,如可使用低粘度树脂制造大型零件,而Light RTM则适用于具有特定设计要求的产品。
这些工艺均具有环保优势,如RTM等封闭式模具工艺不涉及树脂。这些工艺可采用预置钢筋以实现最佳强度重量比,并可通过模内胶衣饰面达到所需的化妆品饰面。
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