纏繞機(jī)纖維技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

  隨著纖維纏繞機(jī)制品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，纖維纏繞機(jī)技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。介紹了纖維纏繞機(jī)技術(shù)的工藝、設(shè)備以及應(yīng)用情況，對比分析了３種不同纏繞機(jī)工藝方法，闡述了纖維纏繞機(jī)技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r以及纖維纏繞機(jī)技術(shù)向機(jī)械化、自動(dòng)化、復(fù)合化發(fā)展的趨勢。

 目前，世界上新材料的發(fā)展趨勢是多樣化和復(fù)合化，復(fù)合材料是新材料技術(shù)中的重要組成部分。先進(jìn)復(fù)合材料由于具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、模量高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在軍事上有重要作用，復(fù)合材料的用量已成為先進(jìn)航空航天器的重要指標(biāo)之一。在生產(chǎn)纖維復(fù)合材料產(chǎn)品的技術(shù)中，纖維纏繞機(jī)技術(shù)是最早開發(fā)且使用最廣泛的加工技術(shù)，亦是最重要的生產(chǎn)技術(shù)之一 ［１ ］ 。與其他成型法相比，采用纏繞機(jī)工藝獲得的復(fù)合材料制品具有纖維排列整齊、準(zhǔn)確率高等特點(diǎn)，因此比剛度和比強(qiáng)度均較高。

  纖維纏繞機(jī)技術(shù)是２０世紀(jì)３０年代發(fā)展起來的，隨著材料工藝技術(shù)、裝備技術(shù)和設(shè)計(jì)理論與方法的進(jìn)步，纖維纏繞機(jī)技術(shù)快速發(fā)展。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制纖維纏繞機(jī)機(jī)于１９７６年投放市場，是復(fù)合材料的自動(dòng)化成型技術(shù)的開端。

  同時(shí)，纏繞機(jī)制品應(yīng)用范圍也從航空航天氣瓶、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體拓寬到民用的纏繞機(jī)管道、儲(chǔ)罐、發(fā)電機(jī)葉片等領(lǐng)域。

  １  纖維纏繞機(jī)技術(shù)

  １．１  纖維纏繞機(jī)技術(shù)簡介

  纖維纏繞機(jī)技術(shù)是指通過絲嘴與模具間的相對運(yùn)動(dòng)將束紗按照一定規(guī)律纏繞機(jī)到模具上制造復(fù)合材料構(gòu)件的成型技術(shù)。纏繞機(jī)成型是將浸漬了樹脂的紗或絲束纏繞機(jī)在回轉(zhuǎn)芯模上，常壓下在室溫或較高的溫度下將復(fù)合材料固化成型，制備各種尺寸的回轉(zhuǎn)體

  用于纏繞機(jī)成型的連續(xù)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(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等為主。纖維纏繞機(jī)過程中，樹脂浸漬的連續(xù)玻璃纖維、碳纖維或其他增強(qiáng)材料在張力作用下以精確的模型纏繞機(jī)到芯模上，但在逐層纏繞機(jī)過程中纖維會(huì)受損。當(dāng)達(dá)到所需的纏繞機(jī)厚度時(shí)，纏繞機(jī)機(jī)將停止工作，對制品進(jìn)行加工處理，芯模可以用拔出器拔出，也可留在制品內(nèi)成為零件的組成部分.

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