浅谈先进复合材料成型工艺过程中的质量控制

　　1 前言
　　作为一项具有较强特殊性的工作，先进复合材料成型工艺得到了长足的发展和进步。研究该项工作过程中的质量控制，能够更好地提升先进复合材料成型的最终效果。
　　2 概述
　　当前复合材料整体成型技术在航空航天等技术领域都得到了广泛的应用，在实际操作中这种工艺技术能够有效的降低制作费用，减轻机械的总体重量，在经济以及环保方面都能够发挥良好的优势作用，因此，在航天器领域中人们可以通过其复合材料的使用情况来对它的先进性进行评断。
　　飞机结构上符合材料的加入，能够有效的增强飞机的轻质化、模块化等特点，随着先进工艺的发展，复合材料在飞机上得到了更加广泛的使用，已经成为继铝、钢、钛之后的第四大航空领域结构材料类型，复合材料整体成型工艺在不断的发展进步中，从原来的次要承力件变为了主要承力件，复合材料成型工艺已经成为了主要民机行业竞相争抢的主要技术之一，无疑，复合材料的应用以及技术的先进性也已经成为了其先进性、专业性的对比内容项目之一。因此，在专利的申请方面也成为了航空企业互相竞争的内容之一，复合材料研发以及专利的申请竞争日益激烈，，波音公司在专利的申请上凭借它一直以来在复合材料应用领域的强大基础，拥有了大量的具有技术价值的基础性质的专利。而空客公司则主要凭借欧洲航空工业在符合材料行业的强大基础，进行了大胆的创新制造，也成功的获得了许多权威的、有价值的专利，成为了行业内的后起之秀，从这些实际竞争情况来看先进复合材料的研发已经成为了大势所趋。
　　3 先进复合材料成型工艺过程中的原料供给
　　在先进复合材料的成型过程中必须始终保持均匀稳定原料补充，这样才能更好的使之定型，形成复合材料的原材料中的天然纤维的结构以及特性对成品有着关键性的影响，如果天然纤维中的水分含量在8% 以上，则会对材料的成型造成一定的影响，因此，在生产过程中需要特别注意含水比例尽量控制在8% 以下。
　　3.1 天然纤维粉粒进料以及粒料供给方式分析
　　在进料之前需要将天然纤维粉进行造粒处理，提高其自身的体积比重，然后混合合成树脂、添加剂等材料分别装入挤出机中。比例少的合成树脂在这种锥形双螺杆挤出机中能够做到快速熔融，最后分散在天然纤维之中，这种操作手段能够比较简便的实现混合比率的改变，该方式辅助设施简单容易操作。
　　粒料的供给是通过使用单螺杆或双螺杆挤出机等方式来实现的，具体的操作内容就是将天然纤维、合成树脂、添加剂三种材料进行造粒处理，然后加入挤出机进行成型。这种生产方式的优势在于现有设备比较齐全，但是，天然纤维需要干燥之后才能进入造粒挤出机。
　　3.2 积聚( 集成体) 进料方式与冷搅拌方式
　　积聚进料的方式是通过使用高速搅拌器来工作的，天然纤维、合成树脂以及添加剂需要进行预处理，形成豆粒大块状体，然后将其加入挤出机中进行成型处理，这种方式能够在一定程度上脱除水分、气体。冷搅拌方式是将木粉中存有的粉状树脂、添加剂等进行集中搅拌，而天然纤维则通过喂料器向挤出机中提供原料。这一过程天然纤维、合成树脂、添加剂等材料不用单独制作，但是必须保持粉状形态，而且需要保持天然纤维的充分干燥。
　　4 复合材料成型工艺发展现状
　　目前，世界各国已经形成了原材料、成型工艺、机械设备、产品种类及性能检验等一系列较完整的工业体系，与其他工业相比，发展速度比较快。树脂基复合材料的成型工艺也从最初的手工操作工艺逐步向技术密集、高度自动化、高生产率、高稳定性的成型工艺上发展，并随着应用领域的广泛开拓，出现了多种成型工艺并存的现象，而且还在不断衍生出新的工艺类型。
　　4.1 手糊成型工艺
　　手糊成型工艺又称低压接触成型工艺，是树脂基复合材料工业中使用最早的一种工艺方法，操作方法简单，几乎可适用于所有的复合材料制品的生产，且投入小，但对操作人员技术熟练程度的依赖性较大，生产出的制品单面光洁，产品质量不够稳定。随着各种新工艺形式的不断涌现，手糊成型工艺所占比例逐渐降低，但手糊工艺因具有独特的其他工艺不可替代的尤其是在生产大型制品方面特点，所以仍然在行业内占据着重要的地位。
　　主要应用领域：建筑雕塑领域如采光顶、活动房屋等;交通设施领域如游艇、汽车壳体、发动机罩等;环境与能源领域如风力发电机用机舱罩、叶片、沼气池等;体育游乐设备领域如游乐车、水滑梯等。
　　4.2 喷射成型工艺
　　喷射成型工艺是利用喷射设备将树脂雾化，并与切断的纤维在空间混合后落在模具上面，然后压实排出气泡固化，它是在手糊工艺基础上发展而来的，是将手糊操作中的纤维铺覆和浸胶工作转变为了机械化来完成，是一种相对效率较高的工艺，其生产效率是手糊工艺的2   4 倍。喷射工艺同样对操作人员的技术水平依赖较大，且由于增强纤维以断切的形式存在，树脂含量高，制品的强度较低，同时由于喷射设备的原因，其采用阳模成型方便，而采用阴模成型困难较大，且大型制品比小型制品更适合于喷射成型工艺。
　　主要应用领域：喷射成型工艺主要应用于大型产品的制作及建筑物补强等，代表性的产品有玻璃钢浴缸、整体卫生间、卡车导流罩、净化槽、船身等。
　　5 结语
　　通过对先进复合材料成型工艺过程中质量控制的相关研究，我们可以发现，该项工作的良好开展有赖于对多方面技术的有效利用，有关人员应该从先进复合材料成型的客观实际出发，研究制定最为可行的质量控制方法。