概念

缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后脱模成增强塑料制品的工艺过程。

分类

干法缠绕：选用预浸纱带（或布带），在缠绕机上经加热软化至粘流后缠绕到芯模上。

湿法缠绕：将无捻粗纱（或布带）浸渍树脂胶液后直接缠到芯模上。

半干法缠绕：将无捻粗纱（或布带）浸渍树脂胶液，预烘后随即缠绕到芯模上。

流程

主要介绍湿法缠绕工艺流程:

原材料

增强材料：应用最广、量最大的是玻璃纤维。

此外有碳纤维，Kevlar纤维等。

增强材料选用要求：

◇ 航空和航天制品多选用性能优异价格昂贵碳纤维和Kevlar纤维；

◇ 满足制品的性能要求；

◇ 纤维都必须进行表面处理，以改善与树脂基体的浸润性和粘附性；

◇ 与树脂浸渍性好，浸透速度快；

◇ 各股纤维张力均匀；

◇ 成带性好，不起毛，不断头。

树脂基体：决定了复合材料制品的工艺性、耐热性、耐老化性及耐化学腐蚀性等性能。

树脂基体的选用要求：

◇ 工艺性好，粘度和适用期是最重要的工艺特性，其次是凝胶时间和流动性；

◇ 树脂基体的断裂伸长率与增强材料相匹配，方能获得满意的力学性；

◇ 固化收缩率低和毒性刺激性小；

◇ 来源广，价格低。

缠绕规律

所谓缠绕规律：是描述纱片均匀稳定连续排布芯模表面以及芯模与导丝头间运动关系的规律。 缠绕线型的要求： ◇ 纤维既不重叠又不离缝，均匀连续布满芯模表面； ◇ 纤维在芯模表面位置稳定，不打滑。
环向缠绕：即沿芯模圆周方向的缠绕。缠绕时，芯模 绕自身轴线作匀速转动，导丝头在平行于轴线方向筒身 区间运动。芯模每转一周，导丝头移动一个纱片宽度， 按此循环，直至纱片布满芯模筒身段表面为止。 特点：缠绕只能在筒身段进行，不能缠封头。相邻纱 片之间相接而不相交，其缠绕角在85°~90°之间。
螺旋缠绕：又称测地线缠绕，芯模绕自身轴线匀速转 动，导丝头按一定的速比要求沿轴线方向往复运动。芯 模的筒身和封头上就实现了交叉缠绕。其缠绕角一般为 45°－70°。 特点：每条纤维都对应于极孔圆周上的一个切点，相 同方向邻近纱片之间相接而不相交，不同方向的纤维则 相交。当纤维均匀缠满芯模表面时实际以构成了双层。
纵向缠绕：又称平面缠绕，导丝头在固定平面内做匀 速圆周运动，芯模绕自轴慢速旋转。导丝头转一周，芯 模转动一个微小角度，反映在芯模表面为近似一个纱片 宽度。纱片依次连续缠绕到芯模上，各纱片均与极孔相 切，相互紧挨着而不交叉。缠绕轨迹近似一个平面单圆 封闭曲线。

卧式缠绕机

立式缠绕机

缠绕机构

纱架

浸胶槽

张力控制器

缠绕成型工艺产品及应用

缠绕成型工艺最早是在1947年美国开始研究，当时用于生产F-84飞机的压缩空气瓶。从60年代开始广泛用于航空航天，导弹，水下装置等。民用方面主要产品是各种规格的复合材料缠绕管道和贮罐。

缠绕制品特点：

◇ 可靠性

◇ 比强度高

◇ 生产率高

◇ 材料成本低

缠绕成型工艺产品及应用

缠绕成型工艺的优缺点