【专业讲堂】简述几种复合材料闭模工艺特点、流程及适用范围
在复合材料结构件成型加工过程中，当需要批量生产具有两个光滑表面的相同零件时，可使用闭模方法。闭模法适用于玻璃纤维、碳纤维以及芳纶纤维增强聚合物复合材料的制造。
目前几种常见的闭模工艺包括压缩成型（Compression Molding）、注射成型（Injection Molding）和传递成型（Transfer Molding），本文主要介绍了这三种复合材料工艺特点、流程及适用范围。
压缩成型工艺
压缩成型作为闭模工艺的一种，是通过将成型料压入具有模腔形状的预热模具中，并由施加到材料上的热量和压力进行固化加工而成。该方法通常会使用安装在液压机中的分体模具。
压缩成型过程主要可以包括以下几个步骤：
将预先称量的聚合物（通常是热固性树脂）与切碎的增强纤维、硬化剂、抗粘剂和颜料（装料）混合，放入模具的下半部分。装料可以是粉末、油灰状团块或预制片的形式。装料通常在放入模具之前进行预热。预热的聚合物变软，从而缩短了成型周期。
模具的上半部分向下移动，压紧装料并迫使其填充模具型腔。配备加热系统的模具可对聚合物基体进行固化。
打开模具，并通过顶针将零件从模具中取出。
压缩成型周期时间约为1-6分钟，比注射成型周期更长。该方法适用于批量生产平坦或中等弯曲的零件。
注射成型工艺
注射成型是通过将熔融聚合物（通常为热塑性塑料）与非常短的增强纤维（10-40％）混合，在高压下通过开口（浇口）压入模腔。
其大致流程为：聚合物/纤维混合物以粒料形式通过料斗进料到注塑机中，然后物料通过进料螺杆向前输送并被压入分体模具中，通过带有浇口和流道的进料系统填充其型腔。
注射成型机的螺杆被称为往复螺杆，因为它不仅旋转，而且根据成型循环的步骤前进和后退。当将熔融的聚合物纤维混合物注入模具中时，它在填充步骤中充当撞锤，然后在成型步骤中向后缩回。
置于机筒上方的加热元件使聚合物软化并熔化。模具配备有冷却系统，可控制材料的冷却和固化。将聚合物保持在模具中直至固化，然后打开模具，并通过顶针将零件从模具中取出。
注塑成型主要用于热塑性基体，但也可以挤出热固性基体。在这种情况下，固化（交联）发生在加热筒中材料的加热和熔化期间。下图显示了注塑机的原理图。
注塑成型是一种高生产率的方法，可提供较高的精度并控制所制造零件的形状。该方法在大量生产大量相同零件中是有利的。该方法的缺点之一是短切纤维的长度降低了其增强效果。
传递成型工艺
传递模塑法（又称：树脂传递模塑法）是将预先称重的聚合物在一个单独的腔室（传递罐）中预热，然后压入装有增强纤维的预热模具中，其形状为模腔，由于施加到材料上的热量和压力而浸渍纤维并进行固化。
该方法主要用于热固性树脂基体模制聚合物复合材料，但是某些热塑性零件也可以通过传递模制来生产。下图简要显示了传递模塑过程。
该方法使用对开模具和配备有安装在液压机中的柱塞的第三板，它结合了压模成型-液压压制和注塑成型-冲模（柱塞）的功能，通过浇口填充模具。传递模塑过程涉及以下步骤：
模腔填充有预成型的增强纤维。
将预先称量的与添加剂和填料（装料）混合的聚合物放入转移罐中。装料可以是粉末、油灰状团块或预制坯料的形式。
安装在顶板上的柱塞向下移动，挤压聚合物装料，并迫使其通过浇口填充模腔，并浸渍纤维。配备加热系统的模具可对聚合物进行固化。
打开模具，并通过顶针将零件从模具中取出。如果采用热固性树脂，则模具可能会在热状态下打开，固化的热固性塑料即使在热状态下也能保持其形状和尺寸；如果采用热塑性塑料，则在打开之前将模具和模制零件冷却。
将残留在装置底部、浇口和通道中的废料清除，热固性聚合物的废料不可回收。
传递成型周期时间短于压缩成型周期，但长于注射成型周期。该方法能够生产非常大的零件（车身外壳），比压缩成型更复杂，但与注塑成型相比则较容易。