国内外对比分析
液体成型工艺技术起源于1940年的MARCO法,20世纪80年代以前发展缓慢, 80年代中期第二代RTM工艺及树脂合成技术的提升,使其进入快速发展阶段,90年代LCM理论研究达到高潮,21世纪新式LCM工艺相继出现,应用技术发展日新月异。国内对LCM技术开始于20世纪90年代,2005年后随风机叶片制造发展迅速扩张,全国液体成型生产线约350条,在整个复合材料成型工艺技术中约占8%的比例。
纤维预制件加工装备
纤维预定型方法主要包括:短切纤维喷射预成型、热压预成型、机织、针织和编织预成型、缝编预成型等。其中最适宜批量化生产的是热压预成型技术。其成型装备主要包含:自动裁剪机、定型剂热喷涂机、预成型模具、预定型压机、机械臂和夹持器、后处理设备等。
国外在纤维预成型体制造装备方面,德国Dieffenbacher、意大利Cannon、比利时Solvay等都具备了完整的设备开发和制造能力。国内只有中航复材公司具有ESTM-Fabric技术及小规模的粉末涂层设备和热压预成型设备,但尚未形成大规模工业化装备。
树脂混合注射装置
国外在树脂注射系统中采用低压注胶系统的厂家相对较多:如瑞典Aplicator与OCF制造的RI-10设备,美国Liquid Control Systems制造的Multi flow RTM机,美国Glee-Craft开发的LPI型注射机。英国Plastech TT的Megaject Pro型注射机。在高压RTM注胶机方面,意大利Cannon、德国Hennecke、德国Kraussmaffei、德国Engel、德国Frimo等都开发了高压RTM注胶机。此外,德国Kraussmaffei还开发了T-RTM工艺注胶机。
国内由北京科拉斯、上海越科、北京恒吉星科技有限公司等公司相继开发了高精度、低压双组份RTM注射机;其中上海越科开发了国内首款高压RTM注胶机。
液压机
液体成型技术需要具有快速建压、精确定位、四角动平衡功能的液压机,目前,国外具备制造能力的公司主要包括:德国Schuler、意大利Cannon、奥地利Langzauner、德国Kraussmaffei、德国Dieffenbacher等。目前国内具备这种压机制造能力的只有福建海源机械公司。
成型模具
大型构件液体成型模具方面,国内上海越科、苏州红枫、中复连众、国电联合动力、中材叶片、时代新材等都具备大型复合材料模具的设计与制造能力。而在中小型、高精度液体成型模具方面,国外具备制造能力的主要有奥地利Alpex、意大利Cannon、德国Frimo等。国内能够制造中高压RTM模具的只有浙江优普塑模一家公司。
集成化生产线
在集成化液体成型生产装备中,国外巨头再次走在前列,其中德国Engel和Hennecke、德国Dieffenbacher和Kraussmaffei、德国Schuler和Frimo、意大利Cannon开发了高度集成化的液体成型工艺自动化生产线。目前,国内只有康得复合材料从国外引进的2条HP-RTM生产线,除此之外,尚无一条自主开发的全自动液体成型生产线。
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文章节选自《复合材料学科方向预测及技术路线图》-第五章 复合材料产品制造装备
注:按姓氏拼音排序
章节负责人
肖军 教授 南京航空航天大学
编写组主要成员
陈博 教授级高工 中国复合材料工业协会
高航 教授 大连理工大学
匡伯铭 教授级高工 无锡新宏泰电气科技有限公司/中国复合材料工业协会模压专委会
王一奇 副教授 大连理工大学
许家忠 教授 哈尔滨理工大学
张彦飞 副教授 中北大学
审核专家
田会方 教授 武汉理工大学