[科普中國]-熱壓釜成型

熱壓釜成型（autoclave molding）袋壓成型法的一種。將鋪疊物放在剛性模上，再包上彈性袋放入熱壓釜內(nèi)。在熱壓釜密閉情況下將彈性袋內(nèi)的空氣抽出，再將蒸汽或熱空氣通入熱壓釜中，對(duì)成型物加熱加壓，使之完成硬化成型過程。該成型制品有較好的物理機(jī)械性能，主要用于玻纖增強(qiáng)不飽和聚酯塑料的成型。1

袋壓成型借助彈性袋（或其他彈性隔膜）接受流體壓力而使介于剛性模和彈性袋之間的增強(qiáng)塑料均勻受壓而成為制件的一種方法。按造成流體壓力的方法不同，一般可分為加壓袋成型、真空袋壓成型和熱壓釜成型等。

介紹熱壓釜是一個(gè)臥式金屬壓力容器，未固化的手糊制品，放入膠袋密封，抽真空，然后連同模具用小車推進(jìn)熱壓釜內(nèi)，通入蒸汽（壓力為1. 5～2.5 MPa），并抽真空，對(duì)制品加壓、加熱，排出氣泡，使其在熱壓前提下固化的一種工藝。

熱壓釜法生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品質(zhì)量高，能夠生產(chǎn)尺寸較大、外形復(fù)雜的高質(zhì)量和高機(jī)能復(fù)合材料制品。但產(chǎn)品尺寸受熱壓釜限制，目前國內(nèi)最大的熱壓釜直徑為2.5 m，長18 m，已開發(fā)應(yīng)用的產(chǎn)品有機(jī)翼、尾翼、衛(wèi)星天線反射器、導(dǎo)彈載人體、機(jī)載夾層結(jié)構(gòu)、雷達(dá)罩等。此法的最大缺點(diǎn)是設(shè)備投資大、重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等。

結(jié)構(gòu)熱壓釜分為三大部分：機(jī)械部分包括釜體、底板與小車、氣流控制裝置、密封裝置、安全裝置等；功能部分包括加熱、加壓、抽真空及冷卻等系統(tǒng)；控制部分包括溫度、壓力的手動(dòng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1、釜體

為圓筒形壓力容器，封頭壓制成型，筒身用鋼板卷筒焊制。通常筒身由內(nèi)外筒組成，加熱與冷卻裝置安裝在內(nèi)外筒之間。釜內(nèi)裝有風(fēng)機(jī)，使空氣通過內(nèi)外筒涵道強(qiáng)制循環(huán)。內(nèi)筒焊有底板，上置軌道和小車，制品放在小車上進(jìn)出釜，如下圖所示。

2、加熱裝置

可采用電加熱和空氣加熱。電加熱結(jié)構(gòu)緊湊，方便易控，故應(yīng)用普遍。電熱件為管狀加熱器。

3、冷卻裝置

為縮短制品固化周期，通常需人工冷卻，以提高設(shè)備利用率。由泵將冷卻水注入釜內(nèi)冷卻水管，進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。

4、 安全裝置

釜上裝有安全閥。釜門裝有安全保險(xiǎn)沒備，保證打開釜門時(shí)，前釜內(nèi)高溫壓力氣體能先排出釜外，以防止造成事故。

為保證釜內(nèi)壓力穩(wěn)定，熱壓釜工作時(shí)必須密封不漏氣。為此，釜門、電風(fēng)扇軸等都必須有良好的動(dòng)靜密封。

成型過程熱壓釜成型法部屬于低壓成型工藝的一種，其成型過程是用手工鋪疊，即將增強(qiáng)材料和樹脂（含預(yù)浸材料）按設(shè)計(jì)方向和順序逐層鋪放到模具上，達(dá)到規(guī)定厚度后，經(jīng)加壓、加熱、固化、脫模、修整而獲得制品。它們與手糊成型工藝的區(qū)別僅在于加壓同化這道工序。因此，它們只是手糊成型工藝的改進(jìn)，是為了進(jìn)一步提高制品的密實(shí)度和層間粘結(jié)強(qiáng)度。2

特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)品兩面光滑；②適用于聚酯、環(huán)氧和酚醛樹脂；③產(chǎn)品質(zhì)量比手糊大。其中，真空袋成型最大的優(yōu)點(diǎn)有：沒有氣泡；樹脂含量可控制，最低可到35%-40%；制品強(qiáng)度高，可重復(fù)性強(qiáng)，可作結(jié)構(gòu)件；污染少，成型效率高，特別是厚制品可一次成型；制品厚度非常均勻。

缺點(diǎn)有：鋪層較困難；對(duì)材料有一定要求，成本較高；輔料是進(jìn)口的，占成本比重較大；有些形狀無法應(yīng)用。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張靜 - 副教授 - 西南大學(xué)