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真空導入工藝的介紹

2009-05-22 來源:互聯網 瀏覽數:8253

    在目前的材料中,復合材料因其質輕高強而被廣泛應用。針對復合材料的制造工藝也在不斷的提高和創新。由起初的手糊,發展到機械化的噴射,拉擠,模壓等工藝,都現在興起的真空導入工藝,與真空導入相關的工藝還有樹脂傳遞模塑(RTM),真空輔助RTM (VARTM),真空袋壓,SCRIMP,SRIM(Structural   Reaction   Molding),RTI(resin  film  infusion).但都有一些差別,很多文章中都介紹過,這里就不贅述了。
    1.真空導入工藝(Vacuum  infusion  process,VIP)
    真空導入工藝(Vacuum  infusion  process),簡稱VIP,在模具上鋪“干”增強材料(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負壓,利用真空產生的壓力吧不飽和樹脂通過預鋪的管路壓入纖維層中,讓樹脂浸潤增強材料最后充滿整個模具,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)建立一個閉合系統。真空導入工藝公諸于世很久了,這個工藝在1950年出現了專利記錄。然而,直到近幾年才得到了發展。由于這種工藝是從國外引入,所以在命名上有多種稱呼,真空導入,真空灌注,真空注射。
    2.理論
    真空導入工藝能被廣泛的應用,有其理論基礎的,這就是達西定律(Darcy’s Law)
    t =ℓ 2h/(2 kDP )
    t 是導入時間,由四個參數來決定。
    h-樹脂粘度,從公式上可以看出所用樹脂的粘度低,則所需導入時間就短,因此真空導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模具。
    ℓ-注射長度,指的樹脂進料口與到達出料口的之間的距離,距離長當然所需的時間亦長。
    DP-壓力差, 體系內與體系外壓力差值越大,對樹脂的驅動力也越大,樹脂流速越快,當然所需導入時間也越短。
    k= 滲透性,指玻纖,夾心材料等對樹脂浸潤好壞的參數。k值大說明浸潤好,象連續氈,多向氈要比方格布,短切氈易被樹脂浸潤。因此為了使得樹脂在增強材料被壓實的情況下能方便的充滿體系,一般會人為設置一些導流槽,比如在夾心泡沫上下打孔等。
    
    3. 優勢
    在通常的手糊工藝(hand lay-up)中, 增強材料鋪于模具中, 采用刷子,輥子或其它方式手工浸潤增強材料。另外一種改進的方法是使用真空袋吸出手糊時積層中多余的樹脂。這樣提高的玻纖含量,得到更高強度和更輕的產 品,VIP相對于傳統的工藝具有很多優勢。

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