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纏繞機纖維技術的現狀及發展趨勢

2021/12/13

  隨著纖維纏繞機制品應用領域的不斷擴大,纖維纏繞機技術的發展也十分迅速。介紹了纖維纏繞機技術的工藝、設備以及應用情況,對比分析了3種不同纏繞機工藝方法,闡述了纖維纏繞機技術國內外的發展狀況以及纖維纏繞機技術向機械化、自動化、復合化發展的趨勢。

 目前,世界上新材料的發展趨勢是多樣化和復合化,復合材料是新材料技術中的重要組成部分。先進復合材料由于具有質量輕、強度高、模量高、可設計性強等優點在軍事上有重要作用,復合材料的用量已成為先進航空航天器的重要指標之一。在生產纖維復合材料產品的技術中,纖維纏繞機技術是最早開發且使用最廣泛的加工技術,亦是最重要的生產技術之一 [1 ] 。與其他成型法相比,采用纏繞機工藝獲得的復合材料制品具有纖維排列整齊、準確率高等特點,因此比剛度和比強度均較高。


  纖維纏繞機技術是20世紀30年代發展起來的,隨著材料工藝技術、裝備技術和設計理論與方法的進步,纖維纏繞機技術快速發展。第一臺計算機控制纖維纏繞機機于1976年投放市場,是復合材料的自動化成型技術的開端。


  同時,纏繞機制品應用范圍也從航空航天氣瓶、固體火箭發動機殼體拓寬到民用的纏繞機管道、儲罐、發電機葉片等領域。


  1  纖維纏繞機技術


  1.1  纖維纏繞機技術簡介


  纖維纏繞機技術是指通過絲嘴與模具間的相對運動將束紗按照一定規律纏繞機到模具上制造復合材料構件的成型技術。纏繞機成型是將浸漬了樹脂的紗或絲束纏繞機在回轉芯模上,常壓下在室溫或較高的溫度下將復合材料固化成型,制備各種尺寸的回轉體


  用于纏繞機成型的連續纖維有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和混雜碳纖維等,而樹脂體系材料則以熱固性樹脂如環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等為主。纖維纏繞機過程中,樹脂浸漬的連續玻璃纖維、碳纖維或其他增強材料在張力作用下以精確的模型纏繞機到芯模上,但在逐層纏繞機過程中纖維會受損。當達到所需的纏繞機厚度時,纏繞機機將停止工作,對制品進行加工處理,芯??梢杂冒纬銎靼纬?,也可留在制品內成為零件的組成部分.


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