半豆莢桿ADP工藝預處理技術研究.pdf

1、復合材料豆莢桿在大型空間可展開結構中有著廣泛的應用前景，是近期航天領域的一個研究熱點。先進拉擠（Advanced Pultrusion，簡稱 ADP）技術是一種高自動化、低成本的連續(xù)成型方法，非常適合超長復合材料豆莢桿的制備。本文以復合材料半豆莢桿為研究對象，針對現(xiàn)有ADP技術制備的半豆莢桿制件存在的表面纖維畸變、步進紋以及厚度不足等缺陷展開了相應的改進研究，提出了預處理方法，確定了預處理工藝參數(shù)，并研究了預處理工藝對制件性能的影響，最

2、后采用預處理技術完成了半豆莢桿的試制，減輕了上述缺陷、獲得了質(zhì)量優(yōu)良的制件。本文主要工作如下：
　?。?）應用樹脂流動模型，分析了各項因素對制件缺陷的影響，并提出了預處理方案，即在預浸料進入熱壓模具之前對其進行預熱處理，使預浸料中的樹脂發(fā)生凝膠，減少樹脂在壓力作用下的流動，進而消除上述缺陷。根據(jù)半豆莢桿制件對厚度的要求，通過計算提出了預處理工藝指標，將所用超薄預浸料樹脂流失質(zhì)量分數(shù)控制在2.3％。
　　（2）對所用樹脂體系進

3、行了DSC測試和粘度測試，結合預處理工藝對加工效率的要求，初步確定了適合預處理工藝的溫度：100℃、105℃、110℃。在上述溫度條件下，利用烘箱預熱、熱壓裝置熱壓擠膠的方法，模擬了ADP工藝過程中的樹脂流動，以試驗前后預浸料樹脂質(zhì)量流失2.3%為目標，確定了適合 ADP工藝的三組預處理參數(shù)：100℃下保溫48min、105℃下保溫42min、110℃下保溫23min。
　?。?）采用上述預處理工藝制備了與半豆莢桿鋪層相同的復合材

4、料層合板，對其樹脂含量、厚度、軸向拉伸性能、層間拉伸性能進行了測試。結果表明，預處理工藝制得的試樣樹脂含量和厚度得到了有效的控制，試樣的軸向拉伸性能和層間拉伸性能都沒有發(fā)生明顯降低，表明預處理工藝滿足豆莢桿的實際使用要求。
　?。?）在實驗室ADP裝備的基礎上，搭建了可連續(xù)成型的預處理裝置，在100℃保溫48min的預處理工藝參數(shù)下對半豆莢桿進行了試制。制備的半豆莢桿制件表面纖維畸變得到消除、步進紋缺陷明顯減輕，制件厚度也達到設計