【专题综述】复合材料热压-注塑一体成型技术综述
纤维增强的树脂基复合材料是以连续纤维为增强材料、树脂为基体的复合材料总称,其具有比强度较高、比模量较高、质量较轻、抗疲劳性较好、膨胀率较小及减振性较好等优异的综合性能。随着纤维增强复合材料制备技术的快速发展及成本的逐渐降低,纤维增强的树脂基复合材料在汽车部件领域的应用越来越广泛。例如,采用树脂基碳纤维复合材料制备电动汽车BMWi3车身,整车质量可以降低至1224 kg。采用碳纤维及玻璃纤维2种增强材料与环氧树脂基体材料生产的汽车发动机罩的质量减轻了51.2%。随着新技术、新材料在汽车轻量化中的应用,将具有较好力学性能的纤维增强树脂基复合材料与塑料组合应用于复杂承载功能件的成型是未来的发展趋势。连续纤维增强的树脂基热压件与注塑件组合为常用方法,即采用连续纤维板材热压成型骨架承载结构,注塑成型如高筋等增强结构、凸台等定位结构、卡槽等装配功能结构,能充分发挥材料的性能优势。目前,连续纤维增强的树脂基热压件及注塑件组合可采用三步成型法及两步成型法。其中,三步成型法是以“热压+注塑+胶粘”的方式,存在工序复杂、精度较差的缺陷,已经逐渐被淘汰; 两步成型法是通过热压模具把连续纤维板预压成型,再作为嵌件(insert)放入注塑模具(注射机)中注塑成型,该成型方法是目前连续纤维增强的树脂基骨架及注塑部分组合应用的主要方法,节省了胶粘工序,但是,需要2套模具,因此,加工成本较高,成型周期较长。