熱壓罐工藝開始于20世紀40年代，在60年代開始廣泛使用，是針對第二代復合材料的生產(chǎn)而研制開發(fā)的工藝，尤其在生產(chǎn)蒙皮類零件的時候發(fā)揮了巨大的作用，現(xiàn)已作為一種成熟的工藝被廣泛使用。由熱壓罐工藝生產(chǎn)的復合材料占整個復合材料產(chǎn)量的5 0%以上，在航空航天領域比重高達80%以上。
熱壓罐工藝已經(jīng)在各個復合材料零部件生產(chǎn)廠被大量使用。隨著國防技術的高速發(fā)展，工業(yè)領域對復合材料的發(fā)展提出了更大、更厚、更復雜的要求，這使新產(chǎn)品的翹曲變形、殘余應力水平以及分層開裂等問題浮出水面。目前解決熱壓罐工藝諸多問題的方法還是采用試模的方式。由于復合材料本身高昂的價格、較長的工藝時間以及熱壓罐工藝本身的復雜性，試模方法注定要耗費大量時間和成本，且難以歸納經(jīng)驗。
如何改變熱壓罐工藝方案的設計方式？
隨著FEM和CFD仿真手段的發(fā)展，利用仿真手段替代部分試模，預報試模的結果已成為可能。通過仿真手段可以模擬熱壓罐工藝過程中罐內的流場情況、溫度場分布、預浸料的固化過程，以及Z終工件的變形和殘余應力等。而在進行了大量的虛擬仿真試驗之后，則可利用神經(jīng)網(wǎng)絡建立熱壓罐工藝的知識庫和專家系統(tǒng)，從而指導工裝工件擺放、工裝設計以及諸多工藝參數(shù)的優(yōu)化，從根本上改變熱壓罐工藝方案的設計方式。
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，碳纖維的需求與日俱增，雖然國際上一些公司的T300級原絲和碳纖維產(chǎn)品開始對我國解凍，但碳纖維熱壓罐的生產(chǎn)是關系到國防建設的高科技，必須立足國內。所以，需要加大國 家投入和攻關，或通過技術引進，盡快掌握核心技術，降低生產(chǎn)成本，研制生產(chǎn)高性能、高質量的碳纖維，以滿足軍工和民用產(chǎn)品的需求，扭轉大量進口的局面，這是我國碳纖維熱壓罐工業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。
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