碳纖維複合材料的成型工藝有幾十種，其中西安熱壓罐是常用、常見的成型方法。本文從工藝原理、工藝特點、常見問題及對策、典型技術應用等方麵對該工藝進行了總結。

1 基本概念

1.1 工藝原理

將碳纖維預浸料按照鋪層要求放在模具上，將坯料密封在真空袋中，放入碳纖維高壓釜中。在真空狀態下，經過高壓釜設備加熱、加壓、保溫、冷卻、卸壓等工序後，利用釜內同時提供的均勻溫度和均勻壓力實現凝固，從而形成高表麵和內在品質，形狀複雜、麵積巨大的碳纖維複合材料零件。

1.2 工藝開發

高壓釜工藝是為生產第二代複合材料而開發的工藝。 1940年代形成，1960年代逐步推廣使用，後來廣泛應用於航空航天、複合材料、電子、武器、交通、運動器材、新能源等高科技領域，尤其是在各種皮膚部件的生產，發揮了巨大的作用，現已成為一項成熟的技術。高壓釜工藝生產的複合產品占複合產品總產量的50%以上，在航空航天領域的比例高達80%。目前，作為碳纖維複合材料部件的成型方法之一，高壓釜工藝也被許多碳纖維複合材料部件的製造商廣泛采用。

1.3 工藝設備

1.3.1 高壓釜

高壓釜是一種基於聚合物基複合材料成型工藝特點的工藝設備。高壓釜成型的用途是製造連續纖維增強熱固性複合材料零件的主要方法，適用於..複合材料結構、蜂窩夾層結構和金屬或複合材料粘合結構的成型。一般具有溫度和壓力控製精度高、結構..可靠、係統穩定性好、能耗低、操作維護簡單等優點，可實現模塊化、係列化，能滿足不同領域的需求，不同的工藝和不同的規格。

1.3.2 設備構成

碳纖維西安熱壓罐作為碳纖維複合材料固化的係統設備，可實現溫度、壓力、真空、冷卻、循環等工藝參數的順序實時在線控製。該設備包括以下組件：

(1) 整體結構：耐高壓耐高溫坦克的。

(2)..聯鎖裝置：由壓力自動聯鎖、手動聯鎖、超高壓報警裝置組成。

(3)快開裝置：手動、電動兩用快開設計，停電時罐門可正常啟閉；

(4)密封裝置：罐門采用矽膠充氣密封，耐高壓。

(5)壓力係統：壓力傳輸和控製係統由壓縮機、儲氣罐、壓力控製閥、管道、壓力變送器和壓力表等組成，罐內壓力可達1.5-2.5MPa，無誤差。 更多0.05MPa以上，配備..防爆裝置。

(6)加熱係統：由不鏽鋼電熱管、高溫風機、風道板、隔熱層、溫控係統組成。加熱功率滿足型腔高溫度要求和升溫速率要求。

(7)溫度循環係統：由循環風機、導風板、導流板組成，加速傳熱循環，形成均勻的溫度場。

(8)真空係統：由真空泵、管道、真空表和真空閥組成，為包裝好的複合材料預製件提供真空條件，需要多個真空管接頭以滿足成型工藝的要求。

(9)自動控製係統：采用PLC控製係統，實現壓力、溫度、冷卻等工藝參數的全過程高精度控製和實時記錄。

1.3.3 高壓釜工藝優勢

(1)均壓：用氣體加壓，通過真空袋對製品表麵施加壓力，各點的法壓相等，使零件在相同的壓力下固化成型。

(2)溫度均勻可調：罐內循環熱氣流加熱工件，溫差小。同時配備冷卻係統，使溫度可以嚴格控製在工藝設定範圍內。

(3)適用範圍廣：模具更簡單，效率更高。不僅適用於大麵積、複雜形狀的板、殼，也適用於形狀簡單的板、棒、管、塊。也可用於粘接和組裝。小零件可以同時固化。

(4)成型過程穩定可靠：壓力、溫度均勻，可調可控，使成型或交接產品的質量一致可靠；孔隙率低，樹脂含量可控且均勻；加壓時可使用真空 低分子物質容易排出。

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