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新研究提供热塑性复合材料包胶成型设计指南

新研究提供热塑性复合材料包胶成型设计指南

包胶成型是将热塑性复合材料层压板热成型后注塑包胶的技术。这种近净成形制造工艺适合自动化大批量生产结构性能优异、功能集成度高的复杂 3D 结构。

然而行业缺乏工艺设计工具。针对这一需求,热塑性复合材料研究中心(TPRC,荷兰恩斯赫德)研究人员分析包胶成型工艺,聚焦包胶层压板与注塑聚合物树脂/增强复合材料界面粘结强度。通过工艺建模和力学测试,评估单步和双步工艺。结果显示包胶复合部件中截然不同的工艺机制、材料结构和力学性能。

基于 De Gennes 爬行理论中关于非晶聚合物爬行和愈合的经典理论,开发替代方法描述半结晶材料强度发展。实施初步熔融程度描述,预测成型和后续树脂注射过程中热力学历史下界面粘结强度,针对 PA6 和 PEEK 两种半结晶基体材料。

全文《热塑性复合材料包胶成型工艺分析:界面强度》见《Frontiers in Materials》。了解更多 TPRC 包胶研究。

爬行理论

新研究提供热塑性复合材料包胶成型设计指南

Piere Gill deGennes 1971 年提出理论,后经 Maasai Doi 和 Sam Edwards 扩展为管模型。描述浓溶液和熔体中长聚合物链热运动,假设单个聚合物链受邻链约束,主要沿自身轮廓蛇行运动。故名源自拉丁语 reptare,意为爬行。爬行基模型据报成功协调广泛实验观测,与近期计算结果大体一致。

参考文献 | “活化爬行:聚合物动力学与密度波动耦合”及 polymerdatabase.com “爬行与管模型”。


树脂

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