树脂膜渗透(RFI)成型工艺及其应用

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1、第2期纤维复合材料392004年6月FIBERCOMPOSITES2《侧科工艺·应用树脂膜渗透(RFI)成型工艺及其应用张秀艳杨志忠王春雨(哈尔滨玻璃钢研究院，150036)摘要概述了树脂膜渗透(RFI)成型工艺的基本原理、工艺特点、及其纤维预成型体的制作和树脂膜等的关键技术和成型工艺方法及应用，作为一种新型的低成本复合材料成型工艺，其应用市场潜力巨大。关键词RFI，纤维预成型体.树脂膜，应用ProcessandApplicationofResinFilmInfusion(RFI)ZhangXiuyanYangZhizhongWa

2、ngChunyu(HarbinFRPInstitute,150036)ABSTRACTThispaperoutlinesthefundamentalprinciple,characteristics,performmanufacturingandapplicationofRFIpro-cess.RFIisanewlowcostprocesswithbigmarketpotential.KEYWORDSRFI,performmanufacturing,resinfilm,application1前言2.2工艺特点RF'I工艺属复合材

3、料的液体成型工艺技术(Liq-树脂膜渗透(RFI一resinfilminfusion)工艺是一uidCompositeMolding)，是目前综合性能最佳的复合种树脂膜熔渗和纤维预制体相结合的树脂浸渍技材料成型工艺之一，主要具有以下特点:术。其工艺过程是将预催化树脂膜或树脂块放人模1)操作简单，加工周期短，废品率低，可经济快腔内，然后在其上覆以缝合或三维编织等方法制成速的成型结构尺寸大、精度要求高的制品;的纤维预制体等增强材料，再用真空袋封闭模腔，抽2)RFI属闭模成型工艺，树脂体系挥发物质真空并加热模具使模腔内的树脂膜或树脂块融

4、化，少，VOC含量符合IMO标准，更有利于环境保护;且并在真空状态下渗透到纤维层(一般是由下至上)，成型过程中增强材料与树脂的浸润由真空袋压加热最后进行固化制得制品的一种复合材料成型工艺技树脂在密闭模具中渗透完成，不同于手糊和喷射工术。近年来由于环境法的要求和对产品要求的提艺中的手工浸润，也不同于预浸料和SMC工艺中昂高，使敞模成型复合材料日益受到限制，同时也促进贵的机械化浸润，无须RTM工艺所需的树脂计量注了RFI技术的快速发展。射设备及双面模具的加工，免去了庞大的成形设备，2RFI工艺原理和特点在制造出性能优异的复合材料制品的

5、同时大大降低了其成本，是一种低成本、高质量的半机械化的纤维2.1墓本原理/树脂浸润方法;RFI成型工艺基本原理如图1所示:3)RFI采用与制品形状相近的增强材料预成型体技术，预成型体无需固定在模具上，增强材料可厂抽真空以是短切毡，连续纤维、纤维布、三维针织物及三维编织物，选择具有高度的灵活性和组合性，并可根据X空袋制品性能要求进行单向增强、局部增强以及采用预密封垫埋和夹心结构，能够实现“材料的优化设计，’;4)树脂膜反应体系的选择比RTM工艺广泛，图tRFI成型工艺示意图可选用高分子量的树脂，树脂分布均匀、浸渍路线短，成型的复合材

6、料空隙率低(0%一0.1%)，纤维含万方数据纤维复合材料2004年量高(重量含量接近70%)，性能优异。条件等，其中比较关键的是树脂流动模型的确定。RFI加工成型过程中，树脂对纤维的浸润性以3RFI工艺中的关键技术及空隙率的大小均对复合材料的最终性能有至关重要的影响。有关研究指出，材料中初始出现1%的3.1纤维预成型体的制作技术空隙，就可导致30%的弯曲强度、3%的拉伸强度、预成型体技术是RFI工艺的一项关键技术，所8%的冲击强度的损失，而空隙率在4%的范围内，用材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和石墨纤每增加1%，层间剪切强度

7、就会下降7%oRFI工艺维等。一般采用编织、缝合等方法成型。中树脂的熔渗/充模周期较长，这可以较好地匹配宏目前较为成熟的编织技术是三维编织，即通过观流率与微观流率，再加上自始至终均以负压抽吸，长短纤维相互交织而获得的三维无缝合的完整结因此本身对降低孔隙含量有很大的积极影响。然构。其工艺特点是能够制造多种形状及异形实心而，充模周期较长，导致粘度的增加，对树脂熔渗/浸体，并可以使构件具有多项功能性。但编织会在结渍的影响较大。因此，对RFI用树脂膜进行流动性构中造成树脂聚集区，减少纤维体积含量，降低结构性能，并且由于工艺的复杂性而降低了

8、造型性。能的分析及研究空隙形成机理，确定相关参数，对于成型高性能复合材料至关重要。缝合可分为预制和预浸两种，RFI工艺主要采用预制缝合技术，最常见的有锁形缝合和链形缝合。4成型工艺缝合不仅能在不改变原有层板结构的基础上实现对复合材料的连接，而且能大