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真空導(dǎo)入工藝的介紹

2009-05-22 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽數(shù):8345

    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(shù)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(guò),這里就不贅述了。
    1.真空導(dǎo)入工藝(Vacuum  infusion  process,VIP)
    真空導(dǎo)入工藝(Vacuum  infusion  process),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(shù)脂通過(guò)預(yù)鋪的管路壓入纖維層中,讓樹(shù)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(zhuān)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’s Law)
    t =ℓ 2h/(2 kDP )
    t 是導(dǎo)入時(shí)間,由四個(gè)參數(shù)來(lái)決定。
    h-樹(shù)脂粘度,從公式上可以看出所用樹(shù)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(shù)脂粘度一般不能太高。這樣可以使樹(shù)脂能夠快速的充滿整個(gè)模具。
    ℓ-注射長(zhǎng)度,指的樹(shù)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(shù)脂的驅(qū)動(dòng)力也越大,樹(shù)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(shù)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(shù)脂浸潤(rùn)。因此為了使得樹(shù)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(hand lay-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(shù)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)。

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