关于树脂基复合材料在野战工事中的应用(2)

关于树脂基复合材料在野战工事中的应用

　　二、树脂基复合材料成型方法 
　　（一）手糊成型技术 
　　手糊成型又称手工裱糊成型或接触成型，是热固性树脂基复合材料制品成型较早的方法之一。所谓手糊工艺，是指用树脂将增强材料粘结在一起的一种成型方法，约有50％的玻璃钢复合材料制品是用这种方法成型的，特别是对于用量少、品种多及大型制品，更宜采用此法。但这种方法操作人员多，操作者的技术水平对制品的质量影响大，虽有“一见就会”的说法，但要制得优良得制品也是相当困难得。手糊成型工艺制造制品一般需要经过如下工序：手糊成型工艺可分为接触成型和低压成型两大类：属于前者得有简单手糊法及喷射成型法；属于后者的有压力袋法、真空袋法等。手糊复合材料制品的厚度一般在2-10mm，但对于有些制品，其厚度可以大于10mm，也可小于2mm。典型的手糊制品结构如图。 
　　1、面层；2、短切毡；3、短切毡或粗纱布；4、短切毡；5、表面毡；6、胶衣层；7、脱模剂；8、模具。 
　　因其很少受到制品形状及大小的制约，模具费用较低。因此对于品种多、生产量小的大型制品，手糊成型技术是最合适的。用手糊成型可生产波形瓦、活动房、浴盆、冷却塔、卫生间、贮槽、贮罐、风机叶片、各类渔船和游艇、微型汽车和客车壳体、大型雷达天线罩及天文台屋顶罩、设备防护罩、雕像、舞台道具和飞机蒙布、机翼、火箭外壳、防热底板等大中型零件。总之，由于手糊工艺设计自由，可根据产品的技术要求设计出理想的外观、造型及多种多样、品种繁多的FRP制品。目前，产品达上万种，被广泛应用到各个领域，前景看好。 
　　（二）模压成型技术 
　　适合于生产量大，尺寸要求精确的制品。模压成型的模具由阴、阳两部分组成。增强材料一般为短切纤维毡、连续纤维毡和织物。

　　（三）RTM成型技术 
　　RTM（树脂传递模塑）成型技术是一种适宜多品种、中批量、高质量复合材料制品生产的成型技术，RTM成型技术有许多优点：能够制造高质量、高精度、低孔隙率高纤维含量的复杂复合材料构件，无须胶衣树脂也可获得光滑的双表面，产品从设计到投产时间短，生产效率高；RTM模具和产品设计可采用CAD进行设计，模具制造容易，材料选择面广；RTM成型的构件与管件易于实现局部增强以及制造局部加厚的构件，带芯材的复合材料能一次成型；RTM成型过程中挥发水分少，有利于劳动保护和环境保护。 
　　（四）纤维缠绕成型技术 
　　纤维缠绕成型是在专门的缠绕机上，将浸润树脂的纤维均匀地、有规律地缠绕在一个转动的芯模上，最后固化、除去芯模获得制品。纤维缠绕成型方法既用于制造简单曲旋转体：如筒、罐、管、球、锥等。也可以用来制备飞机机身、机翼及汽车车身等非旋转体部件：在纤维缠绕成型中常使用的增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维；缠绕用树脂基体有聚酯、乙烯基、环氧和BMI树脂等。纤维缠绕的主要优点是节省原材料、低的制造成本以及制件的高度重复性，最大的缺点是制件固化后需除芯模以及不适宜于带凹曲表面制件的制造。 
　　（五）拉挤成型技术 
　　用于连续生产纤维复合材料型材。主要过程是依靠牵引将原材料通过一定型面的加热模，完成复合、成型和固化。拉挤成型工艺筒单；效率高；拉挤法制备制件时，增强纤维沿轴向平行排列，能有效地利用其强度。采用纤维毡增强材料可制备各向同性制件，采用编织带可提高制件的横向强度。拉挤成型的关键是固化的控制。固化反应放热峰出现太早制件易开裂、翘曲；出现太迟；制件固化不完全，易分层。取决于型材形状和加热方式，拉挤速度在1.5-60m／h之间。 
　　（六）热压罐成型技术 
　　热压罐成型技术是生产高质量复合材料制件的主要方法。其基本过程是先将预浸料按尺寸裁剪、铺贴，然后将预浸料量叠层和其他工艺辅助材料组合在一起；置于热压罐中在一定压力和温度下固化形成制件。热压罐成型技术的最大优点是仅用一个模具就得到形状复杂、尺寸较大、质量较好的制件。 
　　三、手糊成型工艺在野战工事中的应用 
　　根据树脂基复合材料的工艺设计的原则以及以上提到的六种工艺对比，由于复合材料装配式野战工事结构复杂，尺寸较大，加之考虑加工成本，故在制造过程中采用手糊成型工艺。与其它成型工艺相比，手糊成型工艺具有如下的优点：（一）操作简便，操作者容易培训；（二）设备投资少，生产费用低：（三）能生产大型的和复杂结构制品；（四）制品的可设计性好，且容易改变设计；（五）模具材料来源广；（六）可以做成夹层结构。 
　　由于现代高技术战争条件下，需要快速构筑野战工事以提高部队的生存能力的需要，高性能树脂基复合材料以其自身所特有的能有效吸收冲击能量、轻质高强且具有不燃、无毒、保温等性能，必将成为野战工事构筑的首选材料。