水冷降溫大型熱壓罐LDJX2030碳纖維汽車配件固化工藝

1.1工藝原理

將碳纖維預浸料按鋪層要求鋪放于模具上，將毛坯密封在真空袋后放置于碳纖維熱壓罐中。在真空狀態(tài)下，經過熱壓罐設備升溫、加壓、保溫、降溫和卸壓等程序，利用熱壓罐內同時提供的均勻溫度和均布壓力實現(xiàn)固化，從而可以形成表面與內部質量高、形狀復雜、面積巨大的碳纖維復合材料制件。

1.2工藝發(fā)展

熱壓罐工藝是針對第二代復合材料的生產而研制開發(fā)的工藝，形成于20世紀40年代，一直到60年代才逐步得到推廣使用，后來廣泛應用于航空航天、復合材料、電子、兵器、交通、體育裝備和新型能源等高新技術領域，尤其是在各種蒙皮類零件的生產中發(fā)揮出了巨大的作用，現(xiàn)已成為一種成熟的工藝。由熱壓罐工藝生產的復合材料制品占整個復合材料制品產量的50%以上，在航空航天領域的比重更是高達80%以上。目前，熱壓罐工藝作為碳纖維復合材料構件的成型方法之一，也被許多碳纖維復合材料零部件生產廠家大量使用

熱壓罐是一種針對聚合物基復合材料成型工藝特點的工藝設備，使用熱壓罐成型是制造連續(xù)纖維增強熱固性復合材料制件的主要方法，適用于先進復合材料結構、蜂窩夾層結構及金屬或復合材料膠接結構的成型中。一般具有溫度和壓力控制精度高、結構安全可靠、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、能耗低、操作和維護簡單等優(yōu)點，能實現(xiàn)模塊化和系列化，可滿足不同領域、不同工藝和不同規(guī)格的需求。

設備組成

作為針對碳纖維復合材料固化的系統(tǒng)設備，碳纖維熱壓罐能實現(xiàn)溫度、壓力、真空、冷卻、循環(huán)等工藝參數(shù)時序化、實時在線控制。該設備包括以下幾個組成部分：

（1）整體結構：由罐體、罐門機構、高溫電機、風道板隔熱層等形成一個耐高壓、高溫的罐體。

（2）安全聯(lián)鎖裝置：由壓力自動聯(lián)鎖、手動聯(lián)鎖、超高壓報警裝置組成。

（3）快開門裝置：手動電動兩用快開門設計，停電時能正常開啟關閉罐門；

(4）密封裝置：罐門采用硅膠充氣式密封，耐高壓。

（5）壓力系統(tǒng)：由壓縮機、儲氣罐、壓力控制閥、管路、壓力變送器和壓力表等組成壓力傳送與控制系統(tǒng)，罐內壓力可達1.5-2.5MPa，誤差不大于0.05MPa，設有安全防爆裝置。

（6）加熱系統(tǒng)：由不銹鋼電熱管、高溫風機、風道板、隔熱層、溫控系統(tǒng)組成，加熱功率滿足腔體的最高溫度要求及升溫速率的要求。

（7）溫度循環(huán)系統(tǒng)：由循環(huán)風機、導風板、導流罩組成，加速熱流傳導和循環(huán)，形成均勻溫度場。

（8）真空系統(tǒng)：由真空泵、管路、真空表和真空閥組成，給封裝的復合材料預制件提供真空條件，要求有多個真空管接頭滿足成型工藝要求。

（9）自動控制系統(tǒng)：采用PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對壓力、溫度、冷卻等工藝參數(shù)的全程高精度控制與實時記錄。