先进树脂基复合材料制造技术进展

国内先进树脂基复合材料制造技术经过30多年的发展,已初步形成以热熔预浸料制造、热压罐和树脂传递模塑(RTM)成型技术为代表的先进树脂基复合材料制造技术体系,所制备的先进树脂基复合材料已在航空领域得到大量应用.本文中主要介绍国内先进树脂基复合材料热压罐成型技术、RTM成型技术和自动铺放技术的最新进展以及先进树脂基复合材料制造过程模拟与优化技术,讨论了国内先进树脂基复合材料制造技术的主要发展方向.     

热隔膜成型技术工艺进展研究

<正>热压罐成型工艺是碳纤维增强树脂基复合材料最主要的制造方法,传统的热压罐工艺主要采用手工铺叠的方式得到与制件结构相近的预成型体,这不仅需要耗费大量的时间且成型质量不稳定。在制造大型制件时问题愈加突出。为了提高制件质量,且进一步提高生产效率,复合材料制件的自动化生产方式得以迅速发展。其中自动铺带技术对平面和曲率半径较大的制件的预浸料层的铺放具有较高的效率,但对于有角度突变的复杂的复     

先进树脂基复合材料发展现状和面临的挑战

先进树脂基复合材料已经成为一类最重要的航空航天结构材料。主要介绍了国内外先进树脂基复合材料增强纤维、树脂基体、制造技术和结构功能一体化技术的发展,以及先进树脂基复合材料的考核应用状况,并讨论分析了先进树脂基复合材料的发展趋势与面临的机遇和挑战。先进树脂基复合材料发展目前面临的机遇与挑战有:树脂基复合材料继续向高性能化发展;结构功能一体化树脂基复合材料呈现多功能化和尖端化趋势;基于多尺度建模和表征的复合材料设计技术迎来极其重要的发展机遇;多功能化成为未来碳纳米复合材料发展的重要目标;环境友好催生绿色复合材料、热塑性复合材料以及高效循环再利用技术;智能复合材料技术支撑更大、更集成化复合材料整体结构的可靠应用;“互联网”时代复合材料将面临研究方式的深刻变革。      

2016年第33卷第7期电子期刊

先进树脂基复合材料已经成为一类最重要的航空航天结构材料。主要介绍了国内外先进树脂基复合材料增强纤维、树脂基体、制造技术和结构功能一体化技术的发展,以及先进树脂基复合材料的考核应用状况,并讨论分析了先进树脂基复合材料的发展趋势与面临的机遇和挑战。先进树脂基复合材料发展目前面临的机遇与挑战有：树脂基复合材料继续向高性能化发展;结构功能一体化树脂基复合材料呈现多功能化和尖端化趋势;基于多尺度建模和表征的复合材料设计技术迎来极其重要的发展机遇;多功能化成为未来碳纳米复合材料发展的重要目标;环境友好催生绿色复合材料、热塑性复合材料以及高效循环再利用技术;智能复合材料技术支撑更大、更集成化复合材料整体结构的可靠应用;“互联网”时代复合材料将面临研究方式的深刻变革。     

先进树脂基复合材料技术发展及应用现状

简要介绍了先进树脂基复合材料的特性,从应用的角度总结了先进树脂基复合材料体系、主要成型技术的发展现状和趋势,回顾了先进树脂基复合材料在航空工业的应用历程,介绍了低温固化和电子束固化复合材料、结构/吸波复合材料和纳米复合材料的最新研究进展,最后依据国内航空装备发展的需求,讨论分析了国内先进树脂基复合材料的发展重点.     

RTM用苯并(恶)嗪树脂基碳纤维复合材料的性能研究

针对RTM成型工艺对基体树脂的特殊要求,结合MA型苯并(噁)嗪树脂耐烧蚀、高性能的特点,对制造高强度苯并(噁)嗪树脂基碳纤维复合材料进行了研究.系统考察了基体树脂体系的工艺性能、固化反应行为以及力学性能.结果表明:该树脂体系在95～115℃温度区间内至少有350min的低黏度(≤500mPa·s)时间作为工艺开放期,符合RTM成型工艺要求;树脂体系的玻璃化转变温度在223℃;RTM苯并(噁)嗪树脂基碳纤维复合材料的空隙含量仅为0.23％,树脂浇铸体和碳纤维复合材料的常规力学性能优异.MA型苯并(噁)嗪树脂完全可以采用RTM工艺成型高性能复合材料.     

炭纤维增强脂基复合材料热压罐成型模具设计知识管理框架

热压罐成型法是大尺寸高质量炭纤维增强树脂基复合材料制件的主要生产方法,其生产工艺过程数字化是其工艺方法研究热点之一.制定生产工艺所需要各项信息的数字化表达是实现其工艺数字化的基础,信息描述的质量直接影响到工艺知识的重用性.在详细分析热压罐成型法生产工艺制定需考虑的设备、工艺、工装等因素的基础上,应用本体技术对炭纤维增强树脂基复合材料热压罐生产所用到的设备能力参数、工艺过程参数、工装模具信息进行了数字化描述,建立主要工艺装备框架式模具设计的知识表达模型框架,开发了基于模拟的模具设计原型系统.研究结果可用于热压罐成型模具设计知识的存储和推理重用.     

树脂基复合材料原位固化制造技术概述

随着树脂基复合材料应用领域的扩大和使用量的增加,发展树脂基复合材料自动化、低成本制造技术成为先进制造技术领域的研究热点.本文详细介绍了树脂基复合材料原位固化制造技术的概念、产生与意义,对目前国内外各种树脂基复合材料原位固化制造技术的研究作了综述；对比分析了用γ射线、X射线、热、微波、紫外光和电子束等固化方式进行原位固化...     

复合材料微细杆增强复合材料研究进展

纤维增强树脂基复合材料具有轻质高强的特点,但复合材料层合板层间韧性和抗冲击性能差,复合材料微细杆(Z-pin)增强技术极大地改善了这一不足,被广泛应用于各工业制造领域.近年来,Z-pin增强复合材料的制备工艺不断发展,目前主要有热压罐法和超声植入法(UAZ).Z-pin增强复合材料的层间增韧和抗冲击性能提高效果显著,但...     

基于水溶性型芯的RTM成型的整体化复合材料翼盒研制

采用全数字化设计技术完成了复合材料整体翼盒的结构设计及铺层设计,同时采用PAM-RTM软件对复合材料翼盒的树脂传递模塑(RTM)成型工艺过程进行了树脂流动模拟,确定了底边线注射的最佳注射方式和工艺参数,并在此基础之上完成了RTM成型模具的设计和制造.采用基于水溶性型芯的RTM整体成型技术,制备了整体化的复合材料翼盒,验...     

航空高性能低成本树脂基复合材料的发展

本文首先介绍了高性能树脂基复合材料在航空工业中的应用现状。然后分析了造成高性能树脂基复合材料成本较高的原因,接着介绍了欧美发达国家在高性能树脂基复合材料低成本化方面的重大计划,最后还介绍了目前常用的几种高性能树脂基复合材料制造技术。     

Complex metallic alloys as new materials for additive manufacturing

Additive manufacturing processes allow freeform fabrication of the physical representation of a three-dimensional computer-aided design (CAD) data model. This area has been expanding rapidly over the last 20 years. It includes several techniques such as selective laser sintering and stereolithography. The range of materials used today is quite restricted while there is a real demand for manufacturing lighter functional parts or parts with improved functional properties. In this article, we summarize recent work performed in this field, introducing new composite materials containing complex metallic alloys. These are mainly Al-based quasicrystalline alloys whose properties differ from those of conventional alloys. The use of these materials allows us to produce light-weight parts consisting of either metal–matrix composites or of polymer–matrix composites with improved properties. Functional parts using these alloys are now commercialized.     

热压釜成型复合材料波纹梁工艺工时估算

成本估算是目前复合材料领域开发研究的关键问题之一,而工艺工时估算又是制造成本估算的核心。本文中建立复合材料制造工艺工时估算模型,以热压釜成型复合材料波纹梁为研究对象进行理论分析和实验研究,给出此估算模型中估算变量和方程参数的确定方法并应用最小二乘法将所得数据进行拟合,其结果与实验结果基本一致。介绍了估算模型中参数随制件曲度变化的修正方法,为实现不同结构设计的工时估算提供指导。     

Al matrix composites fabricated by solid-state cold spray deposition:A critical review

Cold spraying(CS),or cold gas dynamic spray(CGDS),is an emerging solid-state powder deposition process,allowing fast and mass production and restoration of metallic components.CS of metal matrix composites(MMCs)has attracted increasing attention from academia and industry over the last decades,especially in the area of Al matrix composites(AMCs),which have demonstrated a high potential for applications in aerospace,automotive,and electronics industries.This article aims to summarize the recent development of CS-processed AMCs in terms of composite powder preparation,deposition pro-cessing,microstructure evolution,mechanical and corrosion properties.Furthermore,this review also reports the relevant research progress with the focus on post-treatments of the AMCs for CS additive manufacturing applications including heat treatment,hot rolling,and friction stir processing.Finally,the challenges and perspectives on the fabrication of advanced AMCs by CS are addressed.     

航空结构用增韧复合材料的研究与开发

先进复合材料国防科技重点实验室在拥有自主知识产权的"离位"增韧新概念基础上,成功开发了兼具优异工艺性和高抗冲击损伤性的航空级"离位"增韧的热压罐固化复合材料体系和液态成型(RTM及RFI等)复合材料体系.这些增韧的材料体系包括高性能的环氧树脂体系和双马来酰亚胺体系的复合材料.经试验验证,"离位"增韧可在显著提高复合材料层问韧性、冲击损伤阻抗和容限的同时,保持材料原有优异的成型工艺性和湿热性能.     

A review on composite materials and process parameters optimisation for the fused deposition modelling process

Fused deposition modelling is the most significant technique in additive manufacturing (AM) that refers to the process where successive layers of material are deposited in a computer-controlled environment to create a three-dimensional object. The main limitations of using fused deposition modelling (FDM) process in the industrial applications are the narrow range of available materials and parts fabricated by FDM are used only as demonstration or conceptual parts rather than as functional parts. Recently, researchers have studied many ways in order to increase the range of materials available for the FDM process which resulted in the increase in the scope of FDM in various manufacturing sectors. Most of the research are focussed on the composite materials such as metal matrix composites, ceramic composites, natural fibre-reinforced composites and polymer matrix composites. This article intends to review the research carried out so far in developing samples using different composite materials and optimising their process parameters for FDM in order to improve different mechanical properties and other desired properties of the FDM components.     

先进复合材料:过去、现在和将来

本文简要回顾了先进复合材料的发展历史。重点评述了聚合物基、金属基、陶瓷基和碳/碳复合材料的最新进展和现状。并对各类先进复合材料的未来进行了展望。     

高性能复合材料管件制作工艺的比较及三维编织技术的应用

为了探索三维编织工艺用于高性能复合材料的低成本制造,首先对工程上常用的几种一维、二维复合材料管件的制作工艺进行了分析,指出了各自的优缺点,并进一步说明三维复合材料管件的性能优势。针对三维复合材料性能优越但成本昂贵的普遍认识,本工作指出三维编织工艺技术结合RTM成型工艺是实现高性能复合材料管件制造的低成本技术途径之一。最后通过实用的圆形管件型材的试制展示了整个三维编织工艺实现过程,并进而对各种类型管型制品的三维编织工艺的实现进行了展望。