热压工艺的作用是同时施加热能和机械力，将分离的原材料转化为统一的结构层压板。具体来说，液压机保持稳定的高温（通常在 130°C 左右）和足够大的压力（例如 5 MPa），迫使液态环氧树脂充分渗透并粘合纤维织物层。
核心要点 热压是关键的固化步骤，可驱动树脂浸渍、消除结构空隙并引发固化所需的化学交联。它确保复合材料实现高性能应用所需的高体积分数、层间粘接和几何精度。
树脂渗透和粘接机理
液化和塑化
液压机的初始作用是改变树脂的物理状态。无论起始状态是未固化的薄膜还是粉末，受控的热环境都能使树脂塑化，将其转化为可流动的熔融状态。
深层纤维浸渍
一旦树脂变得可流动，压力机就会施加高压（例如 5 MPa），将基体驱动到增强材料中。这种机械力克服了纤维编织的阻力，确保树脂渗透到纤维束之间的微观间隙中。
界面基础
这种彻底的润湿过程在树脂和增强材料之间形成了一个致密的界面基础。通过确保树脂均匀分布，该工艺可在没有干斑或薄弱点的情况下为最终固化阶段的材料做好准备。
化学固化和结构固化
引发交联
除了成型之外，热压机还充当反应器。持续的高温会引发称为交联的化学反应，将环氧树脂从液体固化为固体结构材料。
消除空隙
气穴和挥发物是复合材料强度的敌人。压力机提供的真空或高压环境会积极地将层间的气泡挤出，从而得到低孔隙率、高密度的层压板。
几何稳定化
随着树脂的固化，它会自然收缩。压力机施加的恒定压力可以抵消这种收缩，在层之间保持紧密压缩，以确保精确的几何尺寸并防止内部缺陷。
关键工艺变量和权衡
精度至关重要
虽然高压对于密度是必需的，但必须精确控制。液压机必须平衡压缩层与纤维结构变形或挤出过多树脂（树脂贫乏）的风险。
热时序
热量的施加必须与压力同步。如果压力在树脂充分熔化之前施加，纤维可能会损坏；如果太晚施加，树脂可能在完全浸渍织物之前就开始固化。
根据您的目标做出正确的选择
您在液压机中编程的具体参数应根据您要防止的具体缺陷而变化。
- 如果您的主要重点是最大化机械强度：优先考虑高压和可能的真空辅助以最小化孔隙率，因为空隙是结构失效的主要引发点。
- 如果您的主要重点是尺寸精度：专注于在整个冷却循环中保持恒定、稳定的压力，以抵抗固化收缩，并确保最终部件与模具几何形状完全匹配。
热压工艺的最终价值在于它能够将松散的纤维和树脂集合体转化为单一、无空隙、化学交联的工程材料。
总结表：
| 工艺功能 | 关键机理 | 对复合材料的影响 |
|---|---|---|
| 树脂液化 | 受控热加热（约 130°C） | 将树脂转化为可流动的状态以进行润湿 |
| 纤维浸渍 | 高机械压力（5 MPa） | 将树脂压入纤维束的微观间隙中 |
| 结构固化 | 同时加热和加压 | 消除气穴并提高层压板密度 |
| 化学固化 | 持续高温 | 引发交联以硬化基体 |
| 几何精度 | 恒定压力保持 | 抵消树脂收缩以实现精确尺寸 |
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参考文献
- Angelika Plota-Pietrzak, Anna Masek. Influence of a Biofiller, Polylactide, on the General Characteristics of Epoxy-Based Materials. DOI: 10.3390/ma17051069
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
