叶片真空导入工艺的介绍

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1、叶片真空导入工艺的介绍真空导入工艺的介绍  在目前的材料中，复合材料因其质轻高强而被广泛应用。针对复合材料的制造工艺也在不断的提高和创新。由起初的手糊，发展到机械化的喷射，拉挤，模压等工艺，都现在兴起的真空导入工艺，与真空导入相关的工艺还有树脂传递模塑（RTM)，真空辅助RTM(VARTM)，真空袋压，SCRIMP,SRIM(Structural  Reaction  Molding),RTI(resin  film  infusion).但都有一些差别，很多文章中都介绍过，这里就不赘述了。  1.真空导入工艺（Vac

2、uum  infusion  process,VIP)  真空导入工艺（Vacuum  infusion  process)，简称VIP，在模具上铺“干”增强材料（玻璃纤维，碳纤维，夹心材料等，有别于真空袋工艺），然后铺真空袋，并抽出体系中的真空，在模具型腔中形成一个负压，利用真空产生的压力吧不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中，让树脂浸润增强材料最后充满整个模具，制品固化后，揭去真空袋材料，从模具上得到所需的制品。VIP采用单面模具（就象通常的手糊和喷射模具）建立一个闭合系统。真空导入工艺公诸于世很久了，这个工艺在1

3、950年出现了专利记录。然而，直到近几年才得到了发展。由于这种工艺是从国外引入，所以在命名上有多种称呼，真空导入，真空灌注，真空注射。  2．理论  真空导入工艺能被广泛的应用，有其理论基础的，这就是达西定律（Darcy’sLaw）  t=ℓ2h/(2kDP)    t是导入时间，由四个参数来决定。  h-树脂粘度，从公式上可以看出所用树脂的粘度低，则所需导入时间就短，因此真空导入所用的树脂粘度一般不能太高。这样可以使树脂能够快速的充满整个模具。  ℓ-注射长度，指的树脂进料口与到达出料口的之间的距离，距离长当然所需的

4、时间亦长。  DP-压力差,体系内与体系外压力差值越大，对树脂的驱动力也越大，树脂流速越快，当然所需导入时间也越短。  k=渗透性，指玻纤，夹心材料等对树脂浸润好坏的参数。k值大说明浸润好，象连续毡，多向毡要比方格布，短切毡易被树脂浸润。因此为了使得树脂在增强材料被压实的情况下能方便的充满体系，一般会人为设置一些导流槽，比如在夹心泡沫上下打孔等。      3．优势  在通常的手糊工艺(handlay-up)中,增强材料铺于模具中,采用刷子，辊子或其它方式手工浸润增强材料。另外一种改进的方法是使用真空袋吸出手糊时积层中

5、多余的树脂。这样提高的玻纤含量，得到更高强度和更轻的产品，VIP相对于传统的工艺具有很多优势。如图以手糊，真空袋和真空导入为例。在力学性能上真空导入占有明显的优势。  由此可以看出真空导入的优势  a更高质量制品：在真空环境下树脂浸润玻纤，与传统制造工艺相比，制品中的气泡极少。体系中不留有多余的树脂，玻纤含量很高，可达到时70%，甚至更低。所得制品重量更轻，强度更高。批与批之间也非常稳定。  b更少树脂损耗：用VIP工艺，树脂的用量可以精确预算，对于手糊或喷射工艺来说，会因操作人员的多变性而难于控制。VIP可以使得树脂

6、的损耗达到最少，更重要的是，这样可以节约成本。  c树脂分布均匀：对于一个制品来说，不同部分的真空产生的压力是一致的，因此树脂对玻纤的浸润速度和含量趋于一致。这个对于重量要求稳定的FRP制件来是很关键的。d过程挥发更少：生产过程中没有刷子或辊子之类，不会造成树脂的泼洒或滴落现象发现，更不会有大量的气味出现。所以它能提供一个干净、安全和友好的工作环境,保护操作者的身心健康。  e使用单面模具：仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品，可以较好的控制产品的厚度。节约模具制造成本和时间。  正因为用VIP工艺所做产品有如些的

7、优点，最早应用于航天航空等特种领域，后来慢慢应用于高要求的民用产品。  VIP工艺的应用领域  1）船艇工业--船体，甲板，方向舵，雷达屏蔽罩    2）风电能源--叶片，机仓罩  3）体育休闲--头盔，帆板  4）汽车工业--各类车顶，挡风板，车厢  5）建筑领域--建筑物顶部件，建筑模板  6）农业和园艺--粮仓圆盖，农机保护盖4．1．1树脂  当准备开始真空导入的试验时，首先要选用合适的树脂，是环氧树脂还是不饱和聚酯树脂。真空导入工艺的树脂，不能用普通的树脂来代替，它对粘度，凝胶时间，放热峰，浸润性等有特殊的要求

8、，具体可咨询树脂供应商。4．1．2固化体系  如果是环氧树脂，要使用其相对应的专用固化剂；不饱和树脂常用的固化剂是过氧化甲乙酮。不同的厂家其质量是不一样的，选用时对其评价，不能因为用量少的材料而影响到整个制品的质量。4．1．3增强材料  增强材料一般常用的是玻璃纤维和碳纤维。比如连续毡，复合缝边毡，单布等，具体要根据力学设计。选用