热压罐成型工艺

1、 热压罐工艺原理

利用热压罐内部的高温压缩气体产生压力对复合材料坯料进行加温、加压已完成固化成型的方法。

2、 热压罐工艺特点

优 点	罐内压力均匀	因为用压缩空气或惰性气体（N2CO2）或混合气体向热压罐内充气加压，作用在真空袋表面各点法线上的压力相同，使构件在均匀压力下成型、固化
	罐内空气温度均匀	加热（或冷却）气体在罐内高速循环，罐内各点气体温度基本一样，在模具结构合理的前提下，可以保证密封在模具上的构件升降温过程中各点温差不大。一般迎风面及罐头升降温较快，背风面及罐尾升降温较慢
	适用范围较广	模具相对比较简单，效率高，适合大面积复杂型面的蒙皮、壁板和壳体的成型，能满足所有聚合物基复合材料的成型工艺要求。
	成型工艺稳定可靠	热压罐内的压力和温度均匀，可以保证成型构件的质量稳定。迄今为止，航空航天领域要求高承载的绝大多数复合材料构件都采用热压罐成型工艺
缺点	投资大，成本高	与其它工艺相比，热压罐系统庞大，结构复杂，将耗费大量价格昂贵的辅助材料，同时成型中要耗费大量能源。

3、 热压罐系统组成

1)     罐体：有内外筒组成，加热、冷却装置在内外筒之间

要求：罐内有效尺寸至少满足制件需要，使用温度下罐外表温度不大于60℃。

2)     罐内温度：要求达到罐内各点温差≤5℃升温速率1-8℃/min 可调

罐内温度制度可按树脂体系的固化温度和制件大小确定，一般为两阶段加温、恒温工艺

3)     热压罐的冷却：降温过程对复合材料制造质量也有重要影响

循环水冷却，降温速率0.5-6℃/min 可调

4)     罐内压力：压力可达1.5-2.5MPa误差不大于0.05MPa

设有安全防爆装置

5)     真空系统：为使罐内压力作用到制品上，使制品与模具贴紧，必须在它们之间形成一定真空度

要求有多个真空管接头以满足成型工艺

6)     控制系统：配有温度、压力、真空度的指示和记录仪表

设置真空渗漏检查装置

多点温度测量(复合材料的传热、反应放热特点)超温、超压报警装置安全自锁装置

热压罐是固化树脂基复合材料制品的装置，具有加热、保温、冷却、加压、抽真空五项功能，所固化的制品空隙率低，品质一致性好，适合于板壳类制品固化。其成型工艺流程图如下：

 

                               热压罐介绍       

 

 

 

 

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热压罐概述

热压罐主要用于金属/非金属胶接结构件和树脂基高强度玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维和环氧树脂复合材料热压固化成型关键设备。该设备可在对复合材料产品抽真空的情况下，实现加温、加压固化成型。

热压罐是聚合物基复合材料构件制品成型的关键工艺设备。热压罐成型工艺是将复合材料毛坯、蜂窝夹心结构或胶接结构用真空袋密封在模具上，置于热压罐中，在真空（或非真空）的状态下，经过升温、加压、保温（中温或高温）保压、降温卸压过程，使其成为所需要形状和质量状态制品的成型工艺方法。热压罐成型工艺是广泛应用的复合材料结构、蜂窝夹心结构及金属或复合材料胶接结构的主要成型方法之一。材料成型时，利用热压罐提供的均匀温度和压力环境实现固化，所以可得到表面与内部质量较高，结构复杂，面积巨大的符合材料制作。

复合材料基体树脂的固化，除了与树脂分子结构有关，还与其它组分（固化剂，交联促进剂等）有关。外界条件--温度、压力和时间因素对固化起着重要作用，通常称这三个因素为主要工艺参数，一切热压罐成型工艺方法都要根据基体树脂的分子结构变化规律确定其相应的工艺参数，热压罐必须具备实现控制这些工艺参数的功能。

热压罐性能

我公司生产的热压罐温度、压力、真空的控制均满足符合波音BAC5621“K”、D6-56273“B”、D6-49327“E”和AMS2750“D”工艺标准、

我公司生产的热压罐可达到真空袋内工件、模具与罐内空气温度的统一性，有效控制工件不同位置的温差，工作温差能够控制在±0.5℃

控制系统的优越性

1、 操作简单：一键式自动化工艺过程控制（可实现无人值守）。

2、 系统控制可靠性：采用高品质、高性能控制元件（确保控制系统运行可靠性）。

3、 先进的固化控制理念：单台设备及多台设备控制（实现系统冗余及DCS集散控制）。

4、 大数据采集：实现数据采集、储存、打印、综合报告。

5、 自动质量分析：拥有流体力学软件、可帮助用户进行仿真分析。

6、 多种语言操作界面：允许随时切换界面语言。

7、 系统可扩展性：方便用户未来发展、资源整合利用

安全可靠性

1、 热压罐设有安全阀，在热压罐正常工作压力下，保持密封状态，当罐内压力超过安全阀开启压力时，自动打开将气体排出，压力降到规定值时，自动关闭，保持正常工作，以此保护罐体的安全。

2、 热压罐的压力采用自动控制，当罐内压力达到设定值时，重启调节阀自动关闭；超过一定值时，排气调节阀自动打开排气，至设定压力值。

3、 热压罐设置有超压、超温声光报警

4、 安全装置的设置，在开门之间进行罐内压力的零压检查，以防余压伤人。

5、 装置采用电器连锁，防止误操作。

6、 安全功能：罐门的旋关与余压报警联锁；罐门的旋开/关与安全连接装置联锁；罐门开关与罐门旋开联锁；罐门旋关与加压联锁；风机运行与冷却水/风机温度开关联锁；加压控制与罐门密封圈充气联锁；加热与风机联锁等。即使发生错误操作。这些互锁功能会自动保护。

提供多种选择性

1、 科研实用型热压罐

2、 民用生产型热压罐

3、 军工生产型热压罐

主要技术参数

项目名称	使用参数
有效直径（mm）	600-6000
有效高度（mm）	800-30000
最高工作压力（MPa）	0.2-10
最高工作温度（℃）	100-500
控温精度（℃）	±0.5-±3.0
罐内温度均匀度（℃）	1.0-3.0
压力控制精度（℃）	±0.01
真空极限度（℃）	≤2Pa

 

热压罐用途

热压罐广泛应用于航天、电子、兵器、交通、体育装备和新型能源等高技术领域。我公司研制的热压罐具有温度和压力控制精度高、结构安全可靠、系统稳定性好、能耗低、操作和维护简单等优点。实现了模块化和系列化，可满足不同领域、不同工艺和不同规格的需求。

热压罐工艺成型典型产品

飞机结构符合材料（如机翼和尾翼）、卫星与运载火箭结构件（太阳能电池基板、夹层结构板、卫星接口支架、火箭整流罩）、汽车（引擎盖、尾翼）、运动器材（如网球拍、滑雪板等）、医疗器材（如假肢、CT板等）。

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