树脂基复合材料成型技术
¥68.00定价
作者: 王经逸
出版时间:2024-02
出版社:化学工业出版社
- 化学工业出版社
- 9787122433886
- 1版
- 512524
- 66252870-2
- 16开
- 2024-02
- 材料科学与工程、材料综合
- 高职 高职本科(应用型本科)
内容简介
纤维增强树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体,以连续纤维为增强材料的、性能明显优于原组分性能的一类新型材料,是复合材料领域中的重要分支。
本书共分为十二个模块,以“原材料-工艺过程-质量控制”为主线,介绍了树脂基复合材料的原材料、半成品及其制备方法,对低压成型工艺、模压成型工艺、树脂灌注成型工艺、拉挤成型工艺、连续板成型工艺、缠绕成型工艺、注射成型工艺的特点、设备、工艺方法、应用实例以及常见缺陷及原因等进行了介绍,并加入了拓展知识和思考题,涵盖了绝大部分成型工艺,市场受众广。
本书作为高等院校高分子材料、复合材料及相关专业的教材,也可供从事树脂基复合材料研究和生产的技术人员参考。
本书共分为十二个模块,以“原材料-工艺过程-质量控制”为主线,介绍了树脂基复合材料的原材料、半成品及其制备方法,对低压成型工艺、模压成型工艺、树脂灌注成型工艺、拉挤成型工艺、连续板成型工艺、缠绕成型工艺、注射成型工艺的特点、设备、工艺方法、应用实例以及常见缺陷及原因等进行了介绍,并加入了拓展知识和思考题,涵盖了绝大部分成型工艺,市场受众广。
本书作为高等院校高分子材料、复合材料及相关专业的教材,也可供从事树脂基复合材料研究和生产的技术人员参考。
目录
模块一 前导知识 1
项目一 复合材料的定义及分类 2
项目二 复合材料的基本特征 3
任务一 ▶ FRP 的分类 …………………………………………………………… 3
任务二 ▶ FRP 的优点 …………………………………………………………… 3
任务三 ▶ FRP 的缺陷 ………………………………………………………… 4
项目三 复合材料的发展及应用 5
任务一 ▶ 复合材料工艺的发展 …………………………………………………… 5
任务二 ▶ 复合材料的工艺特点 …………………………………………………… 6
任务三 ▶ 复合材料生产工艺分类 ………………………………………………… 7
任务四 ▶ 复合材料生产工艺的选择 …………………………………………… 8
-@
我国复合材料发展历程 10
5M
10
模块二 树脂基复合材料的原材料 11
项目一 树脂及固化体系 12
任务一 ▶ 含双键的不饱和树脂 ………………………………………………… 12
任务二 ▶ 环氧树脂 ……………………………………………………………… 28
任务三 ▶ 酚醛树脂 …………………………………………………………… 41
项目二 增强材料 44
任务一 ▶ 玻璃纤维 ……………………………………………………………… 45
任务二 ▶ 碳纤维 ………………………………………………………………… 55
任务三 ▶ 芳纶纤维 ……………………………………………………………… 56
任务四 ▶ 高硅氧纤维与石英纤维 ……………………………………………… 57
任务五 ▶ 硼纤维 ………………………………………………………………… 59
任务六 ▶ 超高分子量聚乙烯纤维 …………………………………………… 59
项目三 辅助材料 59
任务一 ▶ 脱模剂 ………………………………………………………………… 59
任务二 ▶ 着色剂 ………………………………………………………………… 63
任务三 ▶ 填料 ………………………………………………………………… 63
-@
我国碳纤维材料的发展 66
5M
67
模块三 半成品及其制备工艺 68
项目一 半成品的作用及分类 69
项目二 短切纤维半成品 69
任务一 ▶ 高强度短纤维模压料 ………………………………………………… 69
任务二 ▶ 块状模压料 …………………………………………………………… 71
任务三 ▶ 片状模压料 ………………………………………………………… 76
项目三 连续纤维半成品 80
任务一 ▶ 预浸胶布 ……………………………………………………………… 80
任务二 ▶ 预浸渍纱带 ………………………………………………………… 86
项目四 纤维预成型件 90
任务一 ▶ 短切纤维喷射预成型体 ……………………………………………… 90
任务二 ▶ CompForm 预成型 ………………………………………………… 91
任务三 ▶ P4 预成型体工艺 ……………………………………………………… 91
任务四 ▶ 预成型热模压成型工艺 …………………………………………… 91
项目五 半成品的质量指标 92
任务一 ▶ 树脂含量(R) ……………………………………………………… 92
任务二 ▶ 挥发分含量(V) …………………………………………………… 93
任务三 ▶ 不溶性树脂含量(C) ……………………………………………… 94
任务四 ▶ 树脂流动度 …………………………………………………………… 95
任务五 ▶ 黏性 …………………………………………………………………… 95
任务六 ▶ 凝胶时间 ……………………………………………………………… 95
任务七 ▶ 贮存期 ……………………………………………………………… 96
-@
聚酯模压料(BMC/SMC)的发展及应用 96
5M
98
模块四 低压成型工艺 99
项目一 手糊成型 100
任务一 ▶ 工艺特点 ……………………………………………………………… 100
任务二 ▶ 原材料的准备 ………………………………………………………… 100
任务三 ▶ 设备及工具 …………………………………………………………… 105
任务四 ▶ 手糊成型工艺流程 …………………………………………………… 108
任务五 ▶ 手糊工艺质量控制 ………………………………………………… 111
项目二 喷射成型 113
任务一 ▶ 工艺特点 ……………………………………………………………… 113
任务二 ▶ 原材料的准备 ………………………………………………………… 113
任务三 ▶ 设备及工具 …………………………………………………………… 114
任务四 ▶ 喷射成型工艺流程 …………………………………………………… 117
任务五 ▶ 喷射成型工艺控制 ………………………………………………… 119
项目三 铺层成型 119
任务一 ▶ 工艺特点 ……………………………………………………………… 120
任务二 ▶ 原材料的准备 ………………………………………………………… 120
任务三 ▶ 设备及工具 …………………………………………………………… 120
任务四 ▶ 铺层工艺流程 ……………………………………………………… 120
项目四 低压成型的固化方法 121
任务一 ▶ 真空袋法 ……………………………………………………………… 122
任务二 ▶ 压力袋法 ……………………………………………………………… 122
任务三 ▶ 热压罐法 ……………………………………………………………… 123
任务四 ▶ 液压罐法 ……………………………………………………………… 124
任务五 ▶ 热膨胀模塑法 ……………………………………………………… 124
-@
国产大飞机:整装待发,只待适航 125
5M
126
模块五 模压成型工艺 127
项目一 模压成型原理及特点 128
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 128
任务二 ▶ 工艺特点 …………………………………………………………… 128
项目二 原材料及设备 128
任务一 ▶ 模压料的种类及其工艺性…………………………………………… 128
任务二 ▶ 模压设备 …………………………………………………………… 132
项目三 模压工艺流程及质量控制 133
任务一 ▶ 工艺流程 ……………………………………………………………… 133
任务二 ▶ 模压成型问题及缺陷 ……………………………………………… 139
-@
湿法模压工艺 144
5M
145
模块六 树脂灌注成型工艺 146
项目一 RTM 原理及特点 147
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 147
任务二 ▶ 工艺特点 …………………………………………………………… 147
项目二 原材料的准备 148
任务一 ▶ 树脂胶液 ……………………………………………………………… 148
任务二 ▶ 增强材料 ……………………………………………………………… 149
任务三 ▶ 辅助料 ……………………………………………………………… 150
项目三 设备及工具 150
任务一 ▶ 模具 …………………………………………………………………… 150
任务二 ▶ 注射体系 …………………………………………………………… 152
项目四 RTM 工艺流程及质量控制 153
任务一 ▶ 工艺流程 …………………………………………………………… 153
任务二 ▶ RTM 成型质量控制 ……………………………………………… 155
项目五 真空辅助树脂注射成型(VARIM) 157
任务一 ▶ 基本原理及工艺特点 ………………………………………………… 157
任务二 ▶ 原材料及设备 ………………………………………………………… 158
任务三 ▶ 常见缺陷及原因分析 ……………………………………………… 158
-@
非热压罐固化工艺制备飞机机翼 160
5M
161
模块七 拉挤成型工艺 162
项目一 拉挤成型的原理及特点 163
任务一 ▶ 基本原理及特点 ……………………………………………………… 163
任务二 ▶ 应用领域 …………………………………………………………… 163
项目二 原材料的准备 165
任务一 ▶ 树脂胶液 ……………………………………………………………… 165
任务二 ▶ 增强材料 ……………………………………………………………… 167
任务三 ▶ 辅助料 ……………………………………………………………… 167
项目三 拉挤成型设备 168
任务一 ▶ 设备分类 ……………………………………………………………… 168
任务二 ▶ 设备组成 …………………………………………………………… 169
项目四 拉挤成型过程及质量控制 174
任务一 ▶ 成型工艺 ……………………………………………………………… 174
任务二 ▶ 常见缺陷及改进方法 ……………………………………………… 179
项目五 拉挤成型技术的发展 180
任务一 ▶ 曲面型材的拉挤工艺 ………………………………………………… 180
任务二 ▶ 横截面积可变的拉挤工艺 …………………………………………… 181
任务三 ▶ 拉挤后成型技术 ……………………………………………………… 181
任务四 ▶ 在线编织拉挤成型技术 ……………………………………………… 181
任务五 ▶ 反应注射拉挤成型技术 …………………………………………… 182
任务六 热塑性基体复合材料的拉挤技术 …………………………………… 183
-@
拉挤成型制品在飞机上的应用 184
5M
185
模块八 连续板成型工艺 186
项目一 工艺原理及特点 187
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 187
任务二 ▶ 特点及应用 ………………………………………………………… 187
项目二 原材料的准备 191
任务一 ▶ 树脂 …………………………………………………………………… 191
任务二 ▶ 增强材料 ……………………………………………………………… 192
任务三 ▶ 辅助材料 …………………………………………………………… 192
项目三 工艺流程及质量控制 193
任务一 ▶ 成型工艺 ……………………………………………………………… 193
任务二 ▶ 常见缺陷及改进方法 ……………………………………………… 196
-@
我国连续机制板材设备发展 196
5M
199
模块九 缠绕成型工艺 200
项目一 工艺原理及特点 201
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 201
任务二 ▶ 工艺特点及分类 …………………………………………………… 201
项目二 原材料的准备 204
任务一 ▶ 树脂 …………………………………………………………………… 204
任务二 ▶ 增强材料 ……………………………………………………………… 205
任务三 ▶ 辅助材料 …………………………………………………………… 205
项目三 工艺流程及质量控制 206
任务一 ▶ 成型工艺 ……………………………………………………………… 206
任务二 ▶ 常见缺陷及改进方法 ……………………………………………… 217
-@
纤维缠绕机的发展概况 218
5M
219
模块十 注射成型工艺 220
项目一 成型原理及特性 221
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 221
任务二 ▶ 注射成型特性 ……………………………………………………… 221
项目二 原材料的准备 223
任务一 ▶ 短纤维粒料 …………………………………………………………… 224
任务二 ▶ 长纤维粒料 ………………………………………………………… 225
项目三 成型工艺流程及质量控制 226
任务一 ▶ 成型工艺 ……………………………………………………………… 226
任务二 ▶ 常见缺陷及改进方法 ……………………………………………… 229
-@
注射成型——乐高积木 230
5M
231
模块十一 复合材料的连接 232
项目一 机械连接 233
任务一 ▶ 孔的设计 ……………………………………………………………… 233
任务二 ▶ 紧固件选择 …………………………………………………………… 234
任务三 ▶ 连接方法 …………………………………………………………… 235
项目二 胶接 235
任务一 ▶ 接头设计 ……………………………………………………………… 236
任务二 ▶ 胶接工艺 …………………………………………………………… 237
-@
可反复施工的聚硫氨酯胶黏剂 238
5M
240
模块十二 先进复合材料成型工艺 241
项目一 自动铺放成型 242
任务一 ▶ 自动铺带成型 ………………………………………………………… 243
任务二 ▶ 自动铺丝成型 ……………………………………………………… 247
项目二 玻璃纤维-铝合金层压成型 250
任务一 ▶ 原材料 ………………………………………………………………… 250
任务二 ▶ 成型工艺流程 ……………………………………………………… 250
项目三 增材制造成型 253
任务一 ▶ 熔融挤出成型 ………………………………………………………… 253
任务二 ▶ 光固化成型 …………………………………………………………… 253
任务三 ▶ 激光烧结选区成型 …………………………………………………… 254
任务四 ▶ 挤出成型 …………………………………………………………… 254
-@
自动铺丝成型——战斗机批量生产的神器 255
5M
256
参考文献 25
项目一 复合材料的定义及分类 2
项目二 复合材料的基本特征 3
任务一 ▶ FRP 的分类 …………………………………………………………… 3
任务二 ▶ FRP 的优点 …………………………………………………………… 3
任务三 ▶ FRP 的缺陷 ………………………………………………………… 4
项目三 复合材料的发展及应用 5
任务一 ▶ 复合材料工艺的发展 …………………………………………………… 5
任务二 ▶ 复合材料的工艺特点 …………………………………………………… 6
任务三 ▶ 复合材料生产工艺分类 ………………………………………………… 7
任务四 ▶ 复合材料生产工艺的选择 …………………………………………… 8
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我国复合材料发展历程 10
5M
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模块二 树脂基复合材料的原材料 11
项目一 树脂及固化体系 12
任务一 ▶ 含双键的不饱和树脂 ………………………………………………… 12
任务二 ▶ 环氧树脂 ……………………………………………………………… 28
任务三 ▶ 酚醛树脂 …………………………………………………………… 41
项目二 增强材料 44
任务一 ▶ 玻璃纤维 ……………………………………………………………… 45
任务二 ▶ 碳纤维 ………………………………………………………………… 55
任务三 ▶ 芳纶纤维 ……………………………………………………………… 56
任务四 ▶ 高硅氧纤维与石英纤维 ……………………………………………… 57
任务五 ▶ 硼纤维 ………………………………………………………………… 59
任务六 ▶ 超高分子量聚乙烯纤维 …………………………………………… 59
项目三 辅助材料 59
任务一 ▶ 脱模剂 ………………………………………………………………… 59
任务二 ▶ 着色剂 ………………………………………………………………… 63
任务三 ▶ 填料 ………………………………………………………………… 63
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我国碳纤维材料的发展 66
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模块三 半成品及其制备工艺 68
项目一 半成品的作用及分类 69
项目二 短切纤维半成品 69
任务一 ▶ 高强度短纤维模压料 ………………………………………………… 69
任务二 ▶ 块状模压料 …………………………………………………………… 71
任务三 ▶ 片状模压料 ………………………………………………………… 76
项目三 连续纤维半成品 80
任务一 ▶ 预浸胶布 ……………………………………………………………… 80
任务二 ▶ 预浸渍纱带 ………………………………………………………… 86
项目四 纤维预成型件 90
任务一 ▶ 短切纤维喷射预成型体 ……………………………………………… 90
任务二 ▶ CompForm 预成型 ………………………………………………… 91
任务三 ▶ P4 预成型体工艺 ……………………………………………………… 91
任务四 ▶ 预成型热模压成型工艺 …………………………………………… 91
项目五 半成品的质量指标 92
任务一 ▶ 树脂含量(R) ……………………………………………………… 92
任务二 ▶ 挥发分含量(V) …………………………………………………… 93
任务三 ▶ 不溶性树脂含量(C) ……………………………………………… 94
任务四 ▶ 树脂流动度 …………………………………………………………… 95
任务五 ▶ 黏性 …………………………………………………………………… 95
任务六 ▶ 凝胶时间 ……………………………………………………………… 95
任务七 ▶ 贮存期 ……………………………………………………………… 96
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聚酯模压料(BMC/SMC)的发展及应用 96
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模块四 低压成型工艺 99
项目一 手糊成型 100
任务一 ▶ 工艺特点 ……………………………………………………………… 100
任务二 ▶ 原材料的准备 ………………………………………………………… 100
任务三 ▶ 设备及工具 …………………………………………………………… 105
任务四 ▶ 手糊成型工艺流程 …………………………………………………… 108
任务五 ▶ 手糊工艺质量控制 ………………………………………………… 111
项目二 喷射成型 113
任务一 ▶ 工艺特点 ……………………………………………………………… 113
任务二 ▶ 原材料的准备 ………………………………………………………… 113
任务三 ▶ 设备及工具 …………………………………………………………… 114
任务四 ▶ 喷射成型工艺流程 …………………………………………………… 117
任务五 ▶ 喷射成型工艺控制 ………………………………………………… 119
项目三 铺层成型 119
任务一 ▶ 工艺特点 ……………………………………………………………… 120
任务二 ▶ 原材料的准备 ………………………………………………………… 120
任务三 ▶ 设备及工具 …………………………………………………………… 120
任务四 ▶ 铺层工艺流程 ……………………………………………………… 120
项目四 低压成型的固化方法 121
任务一 ▶ 真空袋法 ……………………………………………………………… 122
任务二 ▶ 压力袋法 ……………………………………………………………… 122
任务三 ▶ 热压罐法 ……………………………………………………………… 123
任务四 ▶ 液压罐法 ……………………………………………………………… 124
任务五 ▶ 热膨胀模塑法 ……………………………………………………… 124
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国产大飞机:整装待发,只待适航 125
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模块五 模压成型工艺 127
项目一 模压成型原理及特点 128
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 128
任务二 ▶ 工艺特点 …………………………………………………………… 128
项目二 原材料及设备 128
任务一 ▶ 模压料的种类及其工艺性…………………………………………… 128
任务二 ▶ 模压设备 …………………………………………………………… 132
项目三 模压工艺流程及质量控制 133
任务一 ▶ 工艺流程 ……………………………………………………………… 133
任务二 ▶ 模压成型问题及缺陷 ……………………………………………… 139
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湿法模压工艺 144
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模块六 树脂灌注成型工艺 146
项目一 RTM 原理及特点 147
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 147
任务二 ▶ 工艺特点 …………………………………………………………… 147
项目二 原材料的准备 148
任务一 ▶ 树脂胶液 ……………………………………………………………… 148
任务二 ▶ 增强材料 ……………………………………………………………… 149
任务三 ▶ 辅助料 ……………………………………………………………… 150
项目三 设备及工具 150
任务一 ▶ 模具 …………………………………………………………………… 150
任务二 ▶ 注射体系 …………………………………………………………… 152
项目四 RTM 工艺流程及质量控制 153
任务一 ▶ 工艺流程 …………………………………………………………… 153
任务二 ▶ RTM 成型质量控制 ……………………………………………… 155
项目五 真空辅助树脂注射成型(VARIM) 157
任务一 ▶ 基本原理及工艺特点 ………………………………………………… 157
任务二 ▶ 原材料及设备 ………………………………………………………… 158
任务三 ▶ 常见缺陷及原因分析 ……………………………………………… 158
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非热压罐固化工艺制备飞机机翼 160
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模块七 拉挤成型工艺 162
项目一 拉挤成型的原理及特点 163
任务一 ▶ 基本原理及特点 ……………………………………………………… 163
任务二 ▶ 应用领域 …………………………………………………………… 163
项目二 原材料的准备 165
任务一 ▶ 树脂胶液 ……………………………………………………………… 165
任务二 ▶ 增强材料 ……………………………………………………………… 167
任务三 ▶ 辅助料 ……………………………………………………………… 167
项目三 拉挤成型设备 168
任务一 ▶ 设备分类 ……………………………………………………………… 168
任务二 ▶ 设备组成 …………………………………………………………… 169
项目四 拉挤成型过程及质量控制 174
任务一 ▶ 成型工艺 ……………………………………………………………… 174
任务二 ▶ 常见缺陷及改进方法 ……………………………………………… 179
项目五 拉挤成型技术的发展 180
任务一 ▶ 曲面型材的拉挤工艺 ………………………………………………… 180
任务二 ▶ 横截面积可变的拉挤工艺 …………………………………………… 181
任务三 ▶ 拉挤后成型技术 ……………………………………………………… 181
任务四 ▶ 在线编织拉挤成型技术 ……………………………………………… 181
任务五 ▶ 反应注射拉挤成型技术 …………………………………………… 182
任务六 热塑性基体复合材料的拉挤技术 …………………………………… 183
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拉挤成型制品在飞机上的应用 184
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模块八 连续板成型工艺 186
项目一 工艺原理及特点 187
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 187
任务二 ▶ 特点及应用 ………………………………………………………… 187
项目二 原材料的准备 191
任务一 ▶ 树脂 …………………………………………………………………… 191
任务二 ▶ 增强材料 ……………………………………………………………… 192
任务三 ▶ 辅助材料 …………………………………………………………… 192
项目三 工艺流程及质量控制 193
任务一 ▶ 成型工艺 ……………………………………………………………… 193
任务二 ▶ 常见缺陷及改进方法 ……………………………………………… 196
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我国连续机制板材设备发展 196
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模块九 缠绕成型工艺 200
项目一 工艺原理及特点 201
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 201
任务二 ▶ 工艺特点及分类 …………………………………………………… 201
项目二 原材料的准备 204
任务一 ▶ 树脂 …………………………………………………………………… 204
任务二 ▶ 增强材料 ……………………………………………………………… 205
任务三 ▶ 辅助材料 …………………………………………………………… 205
项目三 工艺流程及质量控制 206
任务一 ▶ 成型工艺 ……………………………………………………………… 206
任务二 ▶ 常见缺陷及改进方法 ……………………………………………… 217
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纤维缠绕机的发展概况 218
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模块十 注射成型工艺 220
项目一 成型原理及特性 221
任务一 ▶ 基本原理 ……………………………………………………………… 221
任务二 ▶ 注射成型特性 ……………………………………………………… 221
项目二 原材料的准备 223
任务一 ▶ 短纤维粒料 …………………………………………………………… 224
任务二 ▶ 长纤维粒料 ………………………………………………………… 225
项目三 成型工艺流程及质量控制 226
任务一 ▶ 成型工艺 ……………………………………………………………… 226
任务二 ▶ 常见缺陷及改进方法 ……………………………………………… 229
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注射成型——乐高积木 230
5M
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模块十一 复合材料的连接 232
项目一 机械连接 233
任务一 ▶ 孔的设计 ……………………………………………………………… 233
任务二 ▶ 紧固件选择 …………………………………………………………… 234
任务三 ▶ 连接方法 …………………………………………………………… 235
项目二 胶接 235
任务一 ▶ 接头设计 ……………………………………………………………… 236
任务二 ▶ 胶接工艺 …………………………………………………………… 237
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可反复施工的聚硫氨酯胶黏剂 238
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模块十二 先进复合材料成型工艺 241
项目一 自动铺放成型 242
任务一 ▶ 自动铺带成型 ………………………………………………………… 243
任务二 ▶ 自动铺丝成型 ……………………………………………………… 247
项目二 玻璃纤维-铝合金层压成型 250
任务一 ▶ 原材料 ………………………………………………………………… 250
任务二 ▶ 成型工艺流程 ……………………………………………………… 250
项目三 增材制造成型 253
任务一 ▶ 熔融挤出成型 ………………………………………………………… 253
任务二 ▶ 光固化成型 …………………………………………………………… 253
任务三 ▶ 激光烧结选区成型 …………………………………………………… 254
任务四 ▶ 挤出成型 …………………………………………………………… 254
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自动铺丝成型——战斗机批量生产的神器 255
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参考文献 25