汽車復合材料纏繞成型工藝和技術
纏繞成型工藝(Filament Winding)是在控制纖維張力和預定線型的條件下,將浸過樹脂膠液的連續纖維(或布帶、預浸紗)按照一定的規律連續地纏繞到相應于制品內腔尺寸的芯?;騼纫r上,然后在室溫或加熱條件下使之固化、脫模,獲得一定形狀的汽車復合材料制品,如圖7所示。根據纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態不同,分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。其中,濕法纏繞的應用為普遍。濕法纏繞工藝顧名思義是將連續玻璃纖維粗紗或玻璃布帶浸漬樹脂膠后,直接纏繞到芯模或內襯上而成型并經固化的成型方法。而干法纏繞一般僅用于高性能、高精度的尖端技術領域中。

圖7 纖維纏繞成型工藝示意圖
纖維纏繞成型工藝的優點是:能夠按產品的受力狀況設計纏繞規律,以充分發揮纖維的強度;比強度高。一般來講,纖維纏繞壓力容器與同體積、同壓力的鋼質容器相比,重量可減輕40%~60%;可靠性高。纖維纏繞制品易實現機械化和自動化生產,工藝條件確定后,纏出來的產品質量穩定、精確;生產效率高。采用機械化或自動化生產,只需少數操作工人,纏繞速度快(240m/min);成本低。在同一產品上,可合理配選若干種材料(包括樹脂、纖維和內襯),使其再復合以達到佳的技術經濟效果?,F在用纖維纏繞成型工藝生產的CNG/LPG高壓氣瓶、傳動軸和板狀彈簧等已廣泛應用于大客車、轎車和卡車上。纖維纏繞成型工藝的缺點是:纏繞成型適應性小,不能纏任意結構形式的制品,特別是具有凹形表面的制品。這是因為纏繞時,纖維不能緊貼在芯模表面,而是處于架空狀態;纏繞成型需要有纏繞機、芯模、固化加熱爐、脫模機及熟練的技術工人,不僅投資大,而且技術要求高,因此只有大批量生產時才能獲得較大的經濟技術效益。圖8所示為采用纖維纏繞成型工藝生產的CNG乘用車用高壓氣瓶。










































