葉片真空導(dǎo)入工藝介紹

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1、葉片真空導(dǎo)入工藝介紹真空導(dǎo)入工藝的介紹在目前的材料中,復(fù)合材料因其質(zhì)輕高強(qiáng)而被廣泛應(yīng)用。針對(duì)復(fù)合材料的制造工藝也在不斷的提高和創(chuàng)新。由起初的手糊,發(fā)展到機(jī)械化的噴射,拉擠,模壓等工藝,都現(xiàn)在興起的真空導(dǎo)入工藝,與真空導(dǎo)入相關(guān)的工藝還有樹脂傳遞模塑(RTM),真空輔助RTM(VARTM),真空袋壓,SCRIMP,SRIM(StructuralReactionMolding),RTI(resinfilminfusion).但都有一些差別,很多文章中都介紹過(guò),這里就不贅述了。1.真空導(dǎo)入工藝(Vacuuminfusionprocess,VIP)真空導(dǎo)入工藝(Vacuumin

2、fusionprocess),簡(jiǎn)稱VIP,在模具上鋪“干”增強(qiáng)材料(玻璃纖維,碳纖維,夾心材料等,有別于真空袋工藝),然后鋪真空袋,并抽出體系中的真空,在模具型腔中形成一個(gè)負(fù)壓,利用真空產(chǎn)生的壓力吧不飽和樹脂通過(guò)預(yù)鋪的管路壓入纖維層中,讓樹脂浸潤(rùn)增強(qiáng)材料最后充滿整個(gè)模具,制品固化后,揭去真空袋材料,從模具上得到所需的制品。VIP采用單面模具(就象通常的手糊和噴射模具)建立一個(gè)閉合系統(tǒng)。真空導(dǎo)入工藝公諸于世很久了,這個(gè)工藝在1950年出現(xiàn)了專利記錄。然而,直到近幾年才得到了發(fā)展。由于這種工藝是從國(guó)外引入,所以在命名上有多種稱呼,真空導(dǎo)入,真空灌注,真空注射。2.理論真空

3、導(dǎo)入工藝能被廣泛的應(yīng)用,有其理論基礎(chǔ)的,這就是達(dá)西定律(Darcy’sLaw)t=?2h/(2kDP)t是導(dǎo)入時(shí)間,由四個(gè)參數(shù)來(lái)決定。h-樹脂粘度,從公式上可以看出所用樹脂的粘度低,則所需導(dǎo)入時(shí)間就短,因此真空導(dǎo)入所用的樹脂粘度一般不能太高。這樣可以使樹脂能夠快速的充滿整個(gè)模具。?-注射長(zhǎng)度,指的樹脂進(jìn)料口與到達(dá)出料口的之間的距離,距離長(zhǎng)當(dāng)然所需的時(shí)間亦長(zhǎng)。DP-壓力差,體系內(nèi)與體系外壓力差值越大,對(duì)樹脂的驅(qū)動(dòng)力也越大,樹脂流速越快,當(dāng)然所需導(dǎo)入時(shí)間也越短。k=滲透性,指玻纖,夾心材料等對(duì)樹脂浸潤(rùn)好壞的參數(shù)。k值大說(shuō)明浸潤(rùn)好,象連續(xù)氈,多向氈要比方格布,短切氈易被樹脂

4、浸潤(rùn)。因此為了使得樹脂在增強(qiáng)材料被壓實(shí)的情況下能方便的充滿體系,一般會(huì)人為設(shè)置一些導(dǎo)流槽,比如在夾心泡沫上下打孔等。3.優(yōu)勢(shì)在通常的手糊工藝(handlay-up)中,增強(qiáng)材料鋪于模具中,采用刷子,輥?zhàn)踊蚱渌绞绞止そ?rùn)增強(qiáng)材料。另外一種改進(jìn)的方法是使用真空袋吸出手糊時(shí)積層中多余的樹脂。這樣提高的玻纖含量,得到更高強(qiáng)度和更輕的產(chǎn)品,VIP相對(duì)于傳統(tǒng)的工藝具有很多優(yōu)勢(shì)。如圖以手糊,真空袋和真空導(dǎo)入為例。在力學(xué)性能上真空導(dǎo)入占有明顯的優(yōu)勢(shì)。由此可以看出真空導(dǎo)入的優(yōu)勢(shì)a更高質(zhì)量制品:在真空環(huán)境下樹脂浸潤(rùn)玻纖,與傳統(tǒng)制造工藝相比,制品中的氣泡極少。體系中不留有多余的樹脂,玻纖

5、含量很高,可達(dá)到時(shí)70%,甚至更低。所得制品重量更輕,強(qiáng)度更高。批與批之間也非常穩(wěn)定。b更少樹脂損耗:用VIP工藝,樹脂的用量可以精確預(yù)算,對(duì)于手糊或噴射工藝來(lái)說(shuō),會(huì)因操作人員的多變性而難于控制。VIP可以使得樹脂的損耗達(dá)到最少,更重要的是,這樣可以節(jié)約成本。c樹脂分布均勻:對(duì)于一個(gè)制品來(lái)說(shuō),不同部分的真空產(chǎn)生的壓力是一致的,因此樹脂對(duì)玻纖的浸潤(rùn)速度和含量趨于一致。這個(gè)對(duì)于重量要求穩(wěn)定的FRP制件來(lái)是很關(guān)鍵的。d過(guò)程揮發(fā)更少:生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有刷子或輥?zhàn)又?,不?huì)造成樹脂的潑灑或滴落現(xiàn)象發(fā)現(xiàn),更不會(huì)有大量的氣味出現(xiàn)。所以它能提供一個(gè)干凈、安全和友好的工作環(huán)境,保護(hù)操作者的

6、身心健康。e使用單面模具:僅用一面模具就可以得到兩面光滑平整的制品,可以較好的控制產(chǎn)品的厚度。節(jié)約模具制造成本和時(shí)間。正因?yàn)橛肰IP工藝所做產(chǎn)品有如些的優(yōu)點(diǎn),最早應(yīng)用于航天航空等特種領(lǐng)域,后來(lái)慢慢應(yīng)用于高要求的民用產(chǎn)品。VIP工藝的應(yīng)用領(lǐng)域1)船艇工業(yè)--船體,甲板,方向舵,雷達(dá)屏蔽罩2)風(fēng)電能源--葉片,機(jī)倉(cāng)罩3)體育休閑--頭盔,帆板4)汽車工業(yè)--各類車頂,擋風(fēng)板,車廂5)建筑領(lǐng)域--建筑物頂部件,建筑模板6)農(nóng)業(yè)和園藝--糧倉(cāng)圓蓋,農(nóng)機(jī)保護(hù)蓋4.1.1樹脂當(dāng)準(zhǔn)備開始真空導(dǎo)入的試驗(yàn)時(shí),首先要選用合適的樹脂,是環(huán)氧樹脂還是不飽和聚酯樹脂。真空導(dǎo)入工藝的樹脂,不能用

7、普通的樹脂來(lái)代替,它對(duì)粘度,凝膠時(shí)間,放熱峰,浸潤(rùn)性等有特殊的要求,具體可咨詢樹脂供應(yīng)商。4.1.2固化體系如果是環(huán)氧樹脂,要使用其相對(duì)應(yīng)的專用固化劑;不飽和樹脂常用的固化劑是過(guò)氧化甲乙酮。不同的廠家其質(zhì)量是不一樣的,選用時(shí)對(duì)其評(píng)價(jià),不能因?yàn)橛昧可俚牟牧隙绊懙秸麄€(gè)制品的質(zhì)量。4.1.3增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料一般常用的是玻璃纖維和碳纖維。比如連續(xù)氈,復(fù)合縫邊氈,單布等,具體要根據(jù)力學(xué)設(shè)計(jì)。選用時(shí)最好做一下實(shí)驗(yàn),滲透性如何,因?yàn)槔w維在制造過(guò)程中選用的浸潤(rùn)劑,粘接劑的不同對(duì)樹脂的浸潤(rùn)會(huì)不一樣,導(dǎo)致最終制品的力學(xué)性能會(huì)有很大的差異。4.1.4夾心一般常用的是木板

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