科普 | 热压成型工艺与装备（上）

热压成型是指将一定量的，模压料（粉/粒状、片状或丝状、织物等）放入对模中，在一定温度和压力下，成型为异形制品的工艺过程。热压成型技术具有突出的批生产制造优势，具体表现为：生产效率高；批量生产成本低，易实现机械化和自动化；制品尺寸精确、表面光洁，可以有两个精制表面；多数结构复杂的制品可一次成型，无需二次加工；制品外观尺寸重复性好。

最新研发进展评述

热压成型工艺技术及其工艺装备技术的发展情况具体为：

1. 各种新型材料及工艺技术（如：WCM、LFI、PHC、DFCM、RPM、TPF等）不断涌现，拓展并丰富了热压成型工艺的内涵，扩大了热压复合材料成型制品的应用范围。

2. 热压成型原材料制备工艺技术呈现明显的多样性发展趋势，这不仅带来了热压成型技术的发展变革，而且也导致了热压成型装备体系的创新与变革。

3. 快速固化模压料及其热压工艺技术应用越来越广泛，使原先的模压工艺周期由10min--2h缩短为1-5min，大幅提升了生产效率。

4. 纤维增强体的浸渍混合方式逐渐由预混、预浸向现场混合、浸渍转变。如：WCM、DFCM等工艺采用低黏度树脂进行混合注胶、喷涂或涂覆，并现场浸渍、热压成型，省去了复杂的预浸胶、预固化、存储等过程，大幅度提高了热压成型的生产效率，降低了热压工艺的生产成本。

5. 各种在线成型技术逐渐增多，如：D-SMC，LFT-D等。省去了原有工艺环节中熟化、存储等工序，简化了工艺流程，缩短了制造周期，降低了其制造成本。

6. 各种碳纤维热压制品应用范围大幅扩展，尤其是在飞行器和车辆轻量化技术领域，碳纤维复合材料制品应用技术“一枝独秀”。

7. 热压制品逐渐由纯短切纤维增强向连续纤维及其织物定制铺设方向发展。定制铺层技术的应用不仅可以更好地优化制品结构，提高单位质量的性能，更能有效地降低制件的结构重量，降低制造成本。

8. 热塑性预浸料制备技术及其热压成型技术日趋成熟，正逐步由实验室或小规模生产向规模化应用方向发展，并且大有取代热固性热压成型工艺的趋势。

9. 多种工艺技术的复合化：热压工艺技术与其他技术，如：自动铺放技术、挤出成型技术、注射成型技术等结合，实现了复杂构件的多元化制造。

热压成型工艺及装备的发展过程中呈现明显的发展趋势：

1. 热压成型工艺及装备技术的发展正逐步向机械化、自动化、快速化转变。连续纤维预浸料的模压工艺周期由原来的几小时，缩短为现在的几分钟或几十秒。

2. 各种成型装备（如：SMC生产线、浸胶机、聚氨酯注射机/喷涂机、液压机），以及各种辅助设备（如：机械手、传送设备等）逐渐向专门化方向发展。

3. 为适应越来越高的轻量化需求，连续纤维及其织物的定向增强技术越来越多应用于零部件轻量化设计及制造领域。

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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