复合材料缠绕成型工艺课件.ppt

1、缠绕成型工艺 Filament Winding 主讲：王翔 复合材料工艺与设备 缠绕成型工艺概述 定义：将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为增强塑料制品的工艺过程，称为缠绕工艺。 缠绕成型工艺概述（二） 缠绕成型工艺概述（三） ?工艺特点：可制备各种正曲率的回转体； 纤维含量高，可达70以上； 比强度高 ?分 类：干法缠绕 湿法缠绕 半干法缠绕 缠绕成型工艺流程（一） （工艺流程图） 树脂胶液 纱 团 浸 胶 胶 槽 张力辊 纱 架 芯 模 固化炉 加工机械 张力控制 缠 绕 固 化 加 工 成 品 缠绕成型工艺流程（二） （工艺流程示意图） 缠绕成型工艺

2、流程（三） （浸胶） 缠绕成型工艺流程（四） （缠绕） 缠绕成型设备（一） （结构示意图） 缠绕成型设备（二） （卧式缠绕机） 缠绕成型设备（三） （立式缠绕机） 缠绕成型设备（四） （多芯模缠绕机） （滚转式缠绕机） 缠绕成型辅助设备（一） （纱架） 缠绕成型辅助设备（二） （浸胶槽） 缠绕成型辅助设备（三） （张力控制机构） 缠绕成型产品及应用 缠绕成型产品及应用 缠绕成型产品及应用 缠绕规律（一） 缠绕规律：是描述纱片均匀稳定连续排布芯模表面以及芯模与导丝头间运动关系的规律。 缠绕规律（二） 缠绕线型的要求： 1）纤维既不重叠又不离缝，均匀连续布满芯模表面。 2）纤维在芯模表面位置稳定，

3、不打滑。 缠绕规律（三） 环向缠绕：即沿芯模圆周方向的缠绕。缠绕时，芯模绕自身轴线作匀速转动，导丝头在平行于轴线方向筒身区间运动。芯模每转一周，导丝头移动一个纱片宽度，按此循环，直至纱片布满芯模筒身段表面为止。 环向缠绕的特点： 缠绕只能在筒身段进行，不能缠封头。相邻纱片之间相接而不相交，其缠绕角在8590之间。 b D W a 缠绕规律（四） W= D ctg b= D cos 缠绕规律（五） 螺旋缠绕：又称测地线缠绕，芯模绕自身轴线匀速转动，导丝头按一定的速比要求沿轴线方向往复运动。于是，芯模的筒身和封头上就实现了交叉缠绕。其缠绕角一般为4570。 螺旋缠绕的特点： 每条纤维都对应于极孔圆

4、周上的一个切点，相同方向邻近纱片之间相接而不相交，不同方向的纤维则相交。这样，当纤维均匀缠满芯模表面时实际以构成了双层。 缠绕规律（六） 纵向缠绕：又称平面缠绕， 导丝头在固定平面内做匀速圆周运动，芯模绕自轴慢速旋转。导丝头转一周，芯模转动一个微小角度，反映在芯模表面为近似一个纱片宽度。纱片依次连续缠绕到芯模上，各纱片均与极孔相切，相互紧挨着而不交叉。缠绕轨迹近似一个平面单圆封闭曲线。 缠绕规律（七） 分析方法：标准线法和切点法 标准线法的基本点就是通过容器表面的某一特征线 “ 标准线”来研究制品的结构尺寸与导丝头、芯模相对运动规律。这种方法直观性，但分析演算过程较为复杂，精确性也不太高。 切点法是研究缠绕线型在极孔上对应切点的分布规律，研究纤维缠绕芯模转角与线型，速比之间的关系。该方法的理论性较强，数学推导比较严密。 思考题 1）缠绕设备的主要组成部分及其作用。 2）环向缠绕时，为什么缠绕角要大于 70度？