熱壓罐成型工藝的工作原理是利用罐內的高溫壓縮氣體產(chǎn)生的壓力對復合材料坯料進行加熱加壓以完成固化成型。熱壓罐成型系統(tǒng)是由罐體、冷卻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、密封系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構成。熱壓罐工藝流程:①預浸料下料(裁剪);②鋪疊毛坯;③抽真空預壓實(坯料與模具貼合);④(組裝)固化;⑤(降溫)脫模;⑥無損檢測;⑦切邊打磨;⑧稱重。當前,在熱壓罐抽真空壓實環(huán)節(jié)借助真空袋與模具之間抽真空形成的負壓,對復合材料坯料進行加壓。現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展成熟的技術有真空袋成型法、壓力袋成型法和雙真空袋成型法。其中,真空袋成型法加壓不大于 0.1MPa,只適用于薄板制作或者蜂窩夾層結構。缺點是制品外形表面質量精度較差。壓力袋成型法是通過向橡皮囊構成的壓力袋(氣壓室)內注入壓縮氣體實現(xiàn)對復材坯料的加壓,壓力可達 0.25~0.5MPa,特點是對模具的剛度和強度要求高,制品的機械性能好于真空袋成型法制品。雙真空袋壓成型法起源于美國空軍,采用濕法環(huán)氧預浸料對飛機復合材料結構修補。它有兩套真空系統(tǒng),適用于揮發(fā)分含量較高的樹脂體系,如酚醛和聚酰亞胺。熱壓罐成型工藝已由最初制備飛機承力較小的構件擴張到垂尾,方向舵和平尾發(fā)展到當前的機翼、機身等主承力結構。綜合熱壓罐的技術要求和工藝特點,熱壓罐成型工藝的優(yōu)點有:①熱壓罐內的溫度和壓力均勻變化,保證了固化過程制品受熱均勻;②使用范圍廣泛,模具相對比較簡單,效率高,適合大面積復雜型面的蒙皮、壁板和機身的成型;③熱壓罐內的溫度、壓力幾乎能滿足所有聚合物基復合材料的成型工藝要求,如低溫成型的聚酯基復材、高溫高壓成型的聚酰亞胺等;④成型工藝穩(wěn)定可靠。缺點有:①采用人工鋪疊和下料效率低,耗時長,勞動強度大,廢料較多;②固化過程中能耗較高,加工成本昂貴。熱壓罐成型過程中,具有較大調控和改進空間的工藝有:預浸料下料環(huán)節(jié)、加熱環(huán)節(jié)、加壓環(huán)節(jié)和模具材料和設計。