关于复合材料拉挤成型，你了解多少？PS:文末有福利！

关于拉挤成型

复合材料拉挤成型工艺是在牵引设备的牵引下，将连续纤维或其织物进行树脂浸润并通过成型模具加热使树脂固化，来生产复合材料型材的工艺方法。

拉挤成型典型工艺流程

纤维粗纱排布--浸胶--预成型--挤压模塑及固化--牵引--切割--制品

拉挤成型设备组成

1、增强材料传送系统：如纱架、毡铺展装置、纱孔等。

2、树脂浸渍：直槽浸渍法最常用，在整个浸渍过程中，纤维和毡排列应十分整齐。

3、预成型：浸渍过的增强材料穿过预成型装置，以连续方式谨慎地传递，以便确保它们的相对位置，逐渐接近制品的最终形状，并挤出多余的树脂，然后再进入模具，进行成型固化。

4、模具：模具是在系统确定的条件下进行设计的。根据树脂固化放热曲线及物料与模具的摩擦性能，将模具分成三个不同的加热区，其温度由树脂系统的性能确定。模具是拉挤成型工艺中最关键的部分，典型模具的长度范围在0.6~1.2m之间。

5、牵引装置：牵引装置本身可以是一个履带型拉出器或两个往复运动的夹持装置，以便确保连续运动。

6、切割装置：型材由一个自动同步移动的切割锯按需要的长度切割。

拉挤成型技术的工艺流程可以简要分为三个步骤：浸润、成型、固化/冷却。

拉挤成型优势

相较于其他复合材料生产技术，其主要优点如下：

1. 原材料利用率高

与传统铺层技术相比，拉挤成型技术无需在片状纤维材料或预浸料上进行切割，直接使用原丝与预浸料带进行生产，除型材两端有小部分需要切除外（切除长度取决于初始牵引纤维的长度以及固化模具的长度），生产过程不产生其他废料。

2. 可生产复杂结构型材

工程领域适合进行型材生产的工艺技术还有缠绕技术与编织技术，因工作原理限制，以上两种技术只能生产单型腔简单截面型材，而且布置纵向增强纤维相对困难。但拉挤成型技术暂时无法有效的生产变截面型材。

3. 生产效率高：

拉挤成型技术为自动化或半自动化流水线生产，同时具备“成型”和“固化”两种功能，可实现连续生产。拉挤速度可达每分钟10米，这是其他“成型-固化”式纤维复合材料生产技术无法比拟的。

4. 质量优良

通过自动化设备，可以在生产过程中对型材牵引力、纵向预紧力、缠绕/编织预紧力、模具温度分布、树脂注入压力、拉挤速度等工艺参数进行精准控制，从而保证整体质量的均一性和可控性。另外，型材固化时由外模具包覆，固化后型材整体尺寸公差小，表面质量高。

5. 灵活性高

通过使用不同的纤维材料与基材进行搭配（例如超高模量单向纤维或多轴向纤维、热固性树脂或热塑性树脂等）拉挤成型技术可以根据不同的需求生产出适用性迥异的产品。

6. 拓展/复制性强

通过使用相同的模具、工艺参数、原材料，可以快速的在保证相同质量的情况下完成生产线扩展或在其他地区进行复制。无需经验丰富的铺层工人或高成本的热压罐设备便可以完成大批量、高质量的型材生产。

拉挤成型制品应用

拉挤成型制品包括各种杆棒、平板、空心管及型材，应用范围非常广泛，包括以下几个方面：

1、电气市场

这是拉挤成型应用最早的市场，目前成功开发应用的产品有： 电缆桥架、梯架、支架、绝缘梯、变压器隔离棒、电机槽楔、路灯柱、电铁第三轨护板、光纤电缆芯材等。在这个市场中还有许多值得我们进一步开发的产品。

2、化工、防腐市场

化工防腐是拉挤成型的一大用户，成功应用的有： 玻璃钢抽油杆、冷却塔支架、海上采油设备平台、行走格栅、楼梯扶手及支架、各种化学腐蚀环境下的结构支架、水处理厂盖板等。

3、消费娱乐市场

这是一个潜力巨大的市场，目前开发应用的有： 钓鱼竿、帐篷杆、雨伞骨架、旗杆、工具手柄、灯柱、栏杆、扶手、楼梯、无线电天线、游艇码头、园林工具及附件。

4、建筑市场

在建筑市场拉挤成型己渗入传统材料的市场，如： 门窗、混凝土模板、脚手架、楼梯扶手、房屋隔间墙板、筋材、装饰材料等。值得注意的是筋材和装饰材料将有很大的上升空间。

5、道路交通市场

成功应用的有： 高速公路两侧隔离栏、道路标志牌、人行天桥、隔音壁、冷藏车构件等。

6、风电市场

在风电领域，主要采用拉挤工艺成型一定厚度的复合材料片材，然后通过真空灌注或预浸料工艺在模具上成型叶片主梁；或直接在平台上堆砌并捆绑成预制体后放置在壳体相应位置中，与壳体一体灌注成型。与其他技术相比，拉挤片材主梁铺放技术具有效率高、质量波动小、成本低等特点，可有效提高产品的强度和模量，是今后叶片主梁发展的一个趋势。

目前国内企业关于拉挤成型整体应用研究意识和能力不足，应用的规模与水平，设计的方法与观念，材料的基础与配套，制造的工艺与设备均严重落后，制约了复合材料行业的发展。

为此，DT新材料着眼于复合材料行业发展痛点，邀请中国碳纤维复材顶级专家，来自山东大学朱波教授以及团队20年以上从业经验的一线专家和高级工程师分享拉挤成型技术经验和相关案例。