層壓成型工藝教程課件

第六章層壓成型工藝

第六章層壓成型工藝1

6.1概述

層壓工藝是指將浸有或涂有樹脂的片材層疊，組成疊合體，送入層壓機(jī)，在加熱和加壓下，固化成型玻璃鋼板材或其它形狀簡(jiǎn)單的復(fù)合材料制品的一種方法。

6.1概述

層壓工藝是指將浸有或涂有樹26.1概述

起始于30年代。

層壓成型工藝制品已經(jīng)成為不可缺少的工程材料之一。

6.1概述起始于30年代。36.1概述

主要產(chǎn)品有:玻璃布層壓板,木質(zhì)層壓板,棉布層壓板,紙質(zhì)層壓板,石棉纖維層壓板,復(fù)合層壓板等。

6.1概述主要產(chǎn)品有:玻璃布層壓板,4

6.1.2層壓工藝特點(diǎn)及應(yīng)用

工藝特點(diǎn):

生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高;產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;一次性投資較大,適合于批量生產(chǎn).

6.1.2層壓工藝特點(diǎn)及應(yīng)用

工藝特點(diǎn):5應(yīng)用目前在航空、航天、汽車、船舶、電訊等工業(yè)廣泛應(yīng)用。

例如:復(fù)銅箔層壓板,用于制造印刷電路板.

應(yīng)用目前在航空、航天、汽車、船舶、電訊等工業(yè)廣泛應(yīng)用。6絕緣件、線夾絕緣件、線夾76.2膠布制備工藝及設(shè)備

6.2.1制備工藝

6.2.1.1原材料

樹脂增強(qiáng)材料

6.2膠布制備工藝及設(shè)備

6.2.1制備工藝

6.8樹脂

酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機(jī)硅樹脂等。

樹脂

酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機(jī)硅9增強(qiáng)材料

玻璃布、石棉布、合成纖維布、石棉氈、石棉紙、牛皮紙等。碳纖維布、芳綸纖維布。增強(qiáng)材料

玻璃布、石棉布、合成纖維布、石棉氈、石棉紙、牛皮紙106.2.1.2膠布制備工藝過(guò)程

玻璃纖維布經(jīng)化學(xué)處理或熱處理后,浸漬樹脂膠液,并控制膠含量，在一定溫度、時(shí)間條件下烘干,使樹脂由A階轉(zhuǎn)到B階,即得到需要的玻璃纖維膠布。

6.2.1.2膠布制備工藝過(guò)程

玻璃纖維布經(jīng)化學(xué)處理或熱處11浸膠設(shè)備

2.立式浸膠機(jī)1.臥式浸膠機(jī)浸膠設(shè)備2.立式浸膠機(jī)1.臥式浸膠機(jī)12

6.2.1.3膠布制備工藝參數(shù)

主要有:膠液粘度、浸膠時(shí)間、烘干溫度與時(shí)間、牽引張力。

6.2.1.3膠布制備工藝參數(shù)

主要有:13(1)膠液粘度

一般通過(guò)膠液濃度及環(huán)境溫度來(lái)控制.濃度的控制往往采用測(cè)試密度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn).

(1)膠液粘度

一般通過(guò)膠液濃度及環(huán)境溫度來(lái)14

(2)浸膠時(shí)間

一般控制在15～45s,不同的布浸透時(shí)間不同。

(2)浸膠時(shí)間

一般控制在15～45s,不同的布浸透時(shí)15(3)張力控制

張力大小取決于:

布自重,及布與各導(dǎo)向輥之間的摩擦力.

張力要均衡(不能一邊松,一邊緊),大小要適中。

(3)張力控制

張力大小取決于:16(4)浸膠布的烘干溫度與時(shí)間

烘干過(guò)程:除去膠布中揮發(fā)份;使樹脂由A階轉(zhuǎn)向B階.

(4)浸膠布的烘干溫度與時(shí)間

烘干過(guò)程:17a溫度制度臥式上膠機(jī):

進(jìn)口段90～110℃,中部烘干段120～150℃,出口段100℃以下.

a溫度制度臥式上膠機(jī):

進(jìn)口段90～110℃,中部18a溫度制度立式上膠機(jī):

進(jìn)出口段30～60℃,中部60～80℃,頂部第三段85～130℃(上下來(lái)回一次).

合適的張力可以使布平整地進(jìn)入膠槽.

a溫度制度立式上膠機(jī):

進(jìn)出口段30～60℃,中部619b干燥時(shí)間的控制干燥時(shí)間t=L/v

L——烘箱有效長(zhǎng)度;

v——膠布運(yùn)行速度.

通過(guò)調(diào)節(jié)布的運(yùn)行速度來(lái)調(diào)節(jié).

b干燥時(shí)間的控制干燥時(shí)間t=L/v

L——烘箱有效長(zhǎng)20c氣流控制

通常布面風(fēng)速控制在3～4m/s.

c氣流控制

216.2.1.4膠布質(zhì)量指標(biāo)及控制方法

(1)含膠量

X16.2.1.4膠布質(zhì)量指標(biāo)及控制方法22(1)含膠量的控制實(shí)際生產(chǎn)中含膠量控制方法:

1)調(diào)整膠液粘度2)調(diào)整浸膠時(shí)間

3)調(diào)節(jié)膠輥間距

(1)含膠量的控制實(shí)際生產(chǎn)中含膠量控制方法:

1)調(diào)整膠液23(2)可溶性樹脂含量

X2(2)可溶性樹脂含量24(2)可溶性樹脂含量控制可溶性樹脂含量通過(guò)對(duì)干燥溫度,時(shí)間調(diào)整來(lái)控制。(2)可溶性樹脂含量控制可溶性樹脂含量通過(guò)對(duì)干燥溫度,時(shí)間25(3)揮發(fā)份含量

X3

(3)揮發(fā)份含量

X3

26(3)揮發(fā)份含量控制揮發(fā)份含量一般通過(guò)調(diào)整干燥溫度、時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn).

揮發(fā)份含量的控制范圍為:1.5～3%

(3)揮發(fā)份含量控制揮發(fā)份含量一般通過(guò)調(diào)整干燥溫度、時(shí)間來(lái)實(shí)27(4)流動(dòng)度

流動(dòng)度是膠布中含膠量,可溶性樹脂含量,揮發(fā)份含量三項(xiàng)指標(biāo)的綜合反映。它表示樹脂固化時(shí)的流動(dòng)性能。

X4

(4)流動(dòng)度

流動(dòng)度是膠布中含膠量,可溶性樹脂含量,揮發(fā)28(4)流動(dòng)度控制

流動(dòng)度是評(píng)價(jià)膠布性能的專用技術(shù)指標(biāo)流動(dòng)度一般控制在20～30mm之間

(4)流動(dòng)度控制

流動(dòng)度是評(píng)價(jià)膠布性能的專用技術(shù)指標(biāo)29(5)貯存條件

膠布在室溫下存放時(shí),揮發(fā)份含量、可溶性樹脂含量、流動(dòng)度三項(xiàng)指標(biāo)易發(fā)生變化，使出現(xiàn)膠布發(fā)脆、發(fā)粘、流膠等現(xiàn)象。膠布應(yīng)存放在干燥室內(nèi)。(5)貯存條件

膠布在室溫下存放時(shí),揮發(fā)份含量、可溶性樹脂306.2.2浸膠設(shè)備

2.立式浸膠機(jī)1.臥式浸膠機(jī)6.2.2浸膠設(shè)備2.立式浸膠機(jī)1.臥式浸膠機(jī)316.2.2.1臥式浸膠機(jī)由玻纖布存放裝置,干燥裝置(干燥未浸膠玻纖布),浸膠裝置,除塵裝置,烘干箱體(烘干膠布),牽引裝置,切割裝置,收卷裝置等組成.6.2.2.1臥式浸膠機(jī)由玻纖布存放裝置,干燥裝置(干燥326.2.2.2立式浸膠機(jī)

由送布裝置,浸膠裝置,牽引裝置,烘干箱體,除塵裝置,熱風(fēng)循環(huán)裝置,收卷裝置等組成.

立式浸膠機(jī)6.2.2.2立式浸膠機(jī)

由送布裝置,浸膠裝置,牽引裝336.3層壓成型工藝層壓成型工藝是指將浸漬或涂有樹脂的片材層疊，組成疊合體，送入層壓機(jī)，在加熱和加壓條件下，固化成型復(fù)合材料制品的一種成型工藝。6.3層壓成型工藝層壓成型工藝是指將浸漬或涂有樹脂的片材346.3.1.1下料

用連續(xù)切割機(jī)裁剪

不同性能膠布應(yīng)分別堆放

面層布芯層布

6.3.1.1下料

用連續(xù)切割機(jī)裁剪

356.3.1.2配疊膠布排版或配布6.3.1.2配疊膠布排版或配布36配疊應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題

1)兩表面分別用2～3層面層膠布(有內(nèi)脫模劑);

2)膠布的揮發(fā)份含量不宜過(guò)大,控制在1～6%,否則應(yīng)干燥處理;

3)臨近面層的10～20層膠布,應(yīng)選用平整無(wú)破損的膠布,更不能搭接。中間部分使用不合格膠布的量也不得超過(guò)10%

配疊應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題

1)兩表面分別用2～3層面層37下料量

薄板按張數(shù)下料法——實(shí)驗(yàn)法確定;

厚板按重量下料法——計(jì)算法確定.

下料量

薄板按張數(shù)下料法——實(shí)驗(yàn)法確定;

厚板按重量38膠布的計(jì)算下料量公式

G——板材用料量，kg；F——板材面積，m2；H——板材厚度，m；d——板材密度，kg/m3；α——物料損失系數(shù)，5mm以下薄板，α取0.02~0.03；厚板α取0.03~0.08；若在壓制前膠布已經(jīng)預(yù)先切邊整齊的，一般取0.01~0.02膠布的計(jì)算下料量公式

G——板材用料量，kg；F——板材面396.3.1.3組合

順序如下:

鐵板(較厚)→襯紙→單面鋼板→板料→雙面鋼板→板料→······→雙面鋼板→板料→單面鋼板→襯紙→鐵板.

6.3.1.3組合

順序如下:

鐵板(較厚)→襯紙→單面40襯墊材料的作用使板材受壓、傳熱均勻。

襯墊材料的作用使板材受壓、傳熱均勻。41

層壓板的熱壓過(guò)程分為兩個(gè)階段:

1)預(yù)熱預(yù)壓階段

2)熱壓階段——從加全壓到熱壓結(jié)束

6.3.1.4熱壓

層壓板的熱壓過(guò)程分為兩個(gè)階段:

6.3.1.4熱42

熱壓工藝五段升溫曲線示意圖

熱壓工藝五段升溫曲線示意圖

43(1)第一階段--預(yù)熱預(yù)壓階段。此階段的主要目的是使樹脂熔化，去除揮發(fā)物、浸漬纖維，并且使樹脂逐步固化至凝膠狀態(tài)。此階段的成型壓力為全壓的1/3-1/2。(1)第一階段--預(yù)熱預(yù)壓階段。此階段的主要目的是使樹脂熔44幾種配方體系的預(yù)熱壓工藝參數(shù)

幾種配方體系的預(yù)熱壓工藝參數(shù)

45

(2)第二階段-中間保溫階段

這一階段的作用是使膠布在較低的反應(yīng)速度下進(jìn)行固化。保溫過(guò)程中應(yīng)密切注意樹脂的流膠情況。當(dāng)流出的樹脂已經(jīng)凝膠，不能拉成細(xì)絲時(shí)，應(yīng)立即加全壓。

(2)第二階段-中間保溫階段

這一階段的作用是使膠布在較46(3）第三階段-升溫階段

目的在于提高反應(yīng)溫度，加快固化速度。此時(shí)，升溫速度不能過(guò)快，否則會(huì)引起暴聚，使固化反應(yīng)放熱過(guò)于集中，導(dǎo)致材料層間分層。

(3）第三階段-升溫階段

目的在于提高反47(4)第四階段-熱壓保溫階段目的在于使樹脂能夠充分固化，從加全壓到整個(gè)熱壓結(jié)束，稱為熱壓階段。而從達(dá)到指定的熱壓溫度到熱壓結(jié)束的時(shí)間，稱為恒溫時(shí)間。(4)第四階段-熱壓保溫階段目的在于使樹脂能夠充分固化，從加48幾天配方體系的加壓工藝參數(shù)

熱壓階段的溫度、壓力和恒溫時(shí)間，是由配方?jīng)Q定。幾天配方體系的加壓工藝參數(shù)

熱壓階段的溫度、壓力和恒溫時(shí)間49(5)第五階段-冷卻階段

在保壓的情況下，采取自然冷卻或者強(qiáng)制冷卻到室溫，然后卸壓，取出產(chǎn)品。冷卻時(shí)間過(guò)短，容易使產(chǎn)品產(chǎn)生翹曲、開裂等現(xiàn)象。冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)制品質(zhì)量無(wú)明顯幫助，但是使生產(chǎn)效率明顯降低。(5)第五階段-冷卻階段

在保壓的情況下，采取自然冷卻或者50

層壓工藝參數(shù)

成型壓力、溫度、時(shí)間

是三個(gè)最重要的工藝參數(shù).稱為三大工藝參數(shù).

層壓工藝參數(shù)

成型壓力、溫度、時(shí)間是三個(gè)最重要516.3.1.6后處理

在烘房?jī)?nèi)進(jìn)行6.3.1.6后處理

在烘房?jī)?nèi)進(jìn)行526.3.2層壓設(shè)備多層壓機(jī)的臺(tái)面一般2500×1300mm每層間距200mm.

6.3.2層壓設(shè)備多層壓機(jī)的臺(tái)面一般2500×1353多層壓機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

(1)主要結(jié)構(gòu)

由主機(jī)、推拉機(jī)、升降機(jī)、工作臺(tái)等組成。

壓機(jī)層數(shù)一般為7～18層.

多層壓機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

(1)主要結(jié)構(gòu)54層壓機(jī)的框架層壓機(jī)的框架，小型壓機(jī)多數(shù)用四根立柱作支撐。大型壓機(jī)則多為框架式結(jié)構(gòu)。層壓機(jī)的框架層壓機(jī)的框架，小型壓機(jī)多數(shù)用四根立柱作支撐。大型55多數(shù)層壓機(jī)采用液壓缸在機(jī)架下方的“上頂式”層壓方式。少數(shù)壓機(jī)液壓缸在機(jī)架上部的“下壓式”層壓方式，一般用于小型壓機(jī)。壓缸有單缸、雙缸、四缸、六缸甚至八缸。多數(shù)層壓機(jī)采用液壓缸在機(jī)架下方的“上頂式”層壓方式。56(2)加熱板

采用蒸汽加熱,

導(dǎo)熱油加熱,電阻加熱,高頻加熱等.

多層壓機(jī)(2)加熱板

采用蒸汽加熱,導(dǎo)熱油加熱,電阻加熱,高頻加熱57蒸汽加熱由蒸汽鍋爐直接將蒸汽送到層壓機(jī)。蒸汽的溫度是與蒸汽壓力成正比的，只要控制好蒸汽壓力，就能達(dá)到控制溫度的目的。熱壓板冷卻降溫可以用冷水直接進(jìn)行冷卻。

蒸汽加熱由蒸汽鍋爐直接將蒸汽送到層壓機(jī)。蒸汽的溫度是與蒸汽壓58熱油加熱

熱油加熱通過(guò)一個(gè)熱油貯罐來(lái)實(shí)現(xiàn)的，熱油鍋爐給熱油貯罐供熱，熱油貯罐給層壓機(jī)加熱。溫度控制精度較高，溫差可以控制在±1℃范圍內(nèi)。熱油加熱

熱油加熱通過(guò)一個(gè)熱油貯罐來(lái)實(shí)現(xiàn)的，熱油鍋爐給熱油59應(yīng)用目前在航空、航天、汽車、船舶、電訊等工業(yè)廣泛應(yīng)用。層壓成