一種基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法技術

本發明專利技術提供了一種基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法，屬于復合材料成型技術領域。所述成型方法包括維增強材料鋪貼和真空袋封裝、真空袋內抽真空、真空袋外抽真空、樹脂體系脫泡、注膠、正壓排膠密實和固化的步驟。本發明專利技術通過在真空袋內抽真空排出空氣，然后在真空袋外抽真空，通過真空袋外和真空袋內壓力的協同作用，使纖維增強材料受到的外加壓力減小，纖維增強材料呈現相對蓬松狀態，其滲透率提高，增加樹脂體系浸潤纖維增強材料的速率，提高生產效率，且對纖維增強材料的浸潤更完全。另外，正壓排膠密實過程中，通過真空袋外和真空袋內壓力的協同作用，進一步提高復合材料的纖維體積分數，進而提高復合材料的力學性能。能。能。

【技術實現步驟摘要】
一種基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法


[0001]本專利技術屬于復合材料成型
，尤其涉及一種基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法。

技術介紹

[0002]真空輔助注射成型（VARI）作為具有代表性的復合材料液體成型工藝，廣泛應用于復合材料零部件的制造。真空輔助注射成型（VARI）的工藝過程中，首先在模具上鋪設纖維增強材料，再鋪設真空袋或柔性真空薄膜，然后使用真空泵抽出真空袋內的空氣以形成真空負壓的環境。在真空輔助注射成型體系中預先鋪設有貫穿真空袋的樹脂管路，位于真空袋外的樹脂體系罐內和真空袋內具有一定的壓力差，在該壓力差的作用下，推動樹脂體系罐內的樹脂注入真空袋內，進而對纖維增強材料進行浸潤。纖維增強材料被樹脂充分浸潤后，固化，最終形成復合材料產品。
[0003]在真空輔助注射成型工藝過程中，真空袋內部始終為真空負壓環境，真空袋外部為大氣壓，在真空作用下，真空袋內外壓力差最大值為0.1MPa，在內外壓力差的作用下，真空袋壓縮纖維增強材料，使纖維增強材料排列非常緊密。但是，緊密排列的纖維增強材料會降低其滲透率，從而阻礙樹脂體系對纖維增強材料的浸潤，使樹脂體系浸潤纖維增強材料的速度降低或者浸潤不完全。一是延長工藝時間，影響生產效率；二是，由于真空袋內外壓力差最大值僅為0.1MPa，無法促進纖維增強材料進一步密實，成型后復合材料的纖維體積分數較低，從而影響復合材料的力學性能。

技術實現思路

[0004]鑒于現有技術的中的上述缺陷或不足，本專利技術提供一種能夠提高復合材料產品性能、提高成型效率的基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法。
[0005]本專利技術提供了一種基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法，所述成型方法包括：A纖維增強材料鋪貼和真空袋封裝；將纖維增強材料鋪貼于成型模具上，然后鋪設任選的脫模布、任選的導流網、任選的透氣氈和樹脂管路，并鋪設抽真空管路，然后將真空袋封裝。
[0006]B真空袋內抽真空；將真空袋內抽真空，保持真空度為
?
0.1MPa。
[0007]C真空袋外抽真空；將真空袋外抽真空，保持真空度為
?
0.05MPa~
?
0.09MPa。
[0008]D樹脂體系脫泡；對樹脂體系罐抽真空，保持真空度為
?
0.1MPa，對樹脂體系進行脫泡。
[0009]E注膠；將樹脂注入真空袋內，至樹脂完全浸潤增強纖維材料鋪層，停止注膠。
[0010]F正壓排膠密實；在注膠結束后，開始固化前，停止對真空袋外抽真空，并向真空袋外施加正壓，同時停止真空袋內抽真空，保持真空袋外的壓強為0.3~0.6MPa，進行排膠密實。
[0011]G固化；模具升溫，完成復合材料固化成型。
[0012]優選地，在進行E注膠步驟的過程中，保持真空袋外的壓力不小于樹脂體系罐內的壓力。
[0013]優選地，在對樹脂體系脫泡完成后，并在注膠前，調整樹脂體系罐真空度為
?
0.05MPa~
?
0.09MPa。
[0014]優選地，樹脂排出管路設置在纖維增強材料的四周，且所述樹脂排出管路連接樹脂緩沖罐。
[0015]優選地，在進行G固化步驟的過程中，保持向真空袋外施加正壓。
[0016]優選地，在B真空袋內抽真空步驟中，在抽真空過程中，真空度達到
?
0.1MPa之前，不斷調整真空袋褶皺的位置，使真空袋與模具或纖維增強材料完全貼合。
[0017]優選地，真空袋內真空度
?
0.1MPa保持10~20min后，再進行C真空袋外抽真空的步驟。
[0018]優選地，在E注膠步驟中，當樹脂從真空袋內進入第一抽真空管路時，說明樹脂完全浸潤增強纖維材料鋪層，停止注膠。
[0019]優選地，在所述第一抽真空管路上，連接有所述樹脂緩沖罐。
[0020]本專利技術的有益效果包括：本專利技術所述的基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法，包括維增強材料鋪貼和真空袋封裝、真空袋內抽真空、真空袋外抽真空、樹脂體系脫泡、注膠、正壓排膠密實和固化的步驟。在真空袋內抽真空的步驟中，保持真空袋內真空度為
?
0.1MPa，將真空袋內及纖維增強材料鋪層內的空氣排出；然后在真空袋外抽真空，保持真空度為
?
0.05MPa~
?
0.09MPa，通過真空袋外和真空袋內壓力的協同作用，此時真空袋內和真空袋外的壓力差減小，纖維增強材料受到的外加壓力減小，纖維增強材料呈現相對蓬松狀態，從而有利于減小樹脂體系在纖維增強材料之間流動的阻力，其滲透率提高，增加樹脂體系浸潤纖維增強材料的速率，一方面可以提高生產效率，另一方面，樹脂體系對纖維增強材料的浸潤更完全，可以提高復合材料的力學性能。
[0021]本專利技術在注膠后，固化前，增加了正壓排膠密實的步驟。正壓排膠密實是在真空袋外施加正壓，通過真空袋外和真空袋內壓力的協同作用，外加壓力進一步壓縮纖維增強材料，將多余的樹脂從復合材料內部擠壓排出，進一步提高復合材料的纖維體積分數，進而提升復合材料固化成型后的力學性能。
附圖說明
[0022]圖1為基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法的其中一種實施方式的工藝流程圖；圖2為基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型系統結構示意圖；其中，圖中所述標注為：
1、壓力控制系統；2、真空袋；3、導流網；4、成型模具；5、纖維增強材料；6、第一抽真空管路；7、第二抽真空管路；8樹脂注入管路；9、樹脂體系罐；10、樹脂緩沖罐。
具體實施方式
[0023]在以下的說明中，包括某些具體的細節以對各個公開的實施方案提供全面的理解。然而，相關領域的技術人員會認識到，不采用一個或多個這些具體的細節，而采用其它方法、部件、材料等的情況下可實現實施方案。
[0024]除非本專利技術中另外要求，詞語“包括”和“包含”應解釋為開放式的、含括式的意義，即“包括但不限于”。
[0025]在整個說明書中提到的“一實施方案”或“實施方案”或“一種優選地實施方式案”或“某些實施方案”意指在至少一實施方案中包括與該實施方案所述的相關的具體參考要素、結構或特征。因此，在整個說明書中不同位置出現的短語“在一實施方案中”或“在實施方案中”或“在一種優選地實施方式案中”或“在某些實施方案中”不必全部指同一實施方案。此外，具體要素、結構或特征可以任何適當的方式在一個或多個實施方案中結合。
[0026]本專利技術提供了一種基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法，所述成型方法包括：A纖維增強材料5鋪貼和真空袋2封裝；將纖維增強材料5鋪貼于成型模具4上，然后鋪設任選的脫模布、任選的導流網3、任選的透氣氈和樹脂管路，并鋪設抽真空管路，然后將真空袋2封裝。
[0027]具體地，如圖2所示，所述成型模具4、纖維增強材料5、任選的脫模布、任選的導流網3、任選的透氣氈和真空袋2位于壓力控制系統1中本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法，其特征在于，所述成型方法包括：A纖維增強材料鋪貼和真空袋封裝；將纖維增強材料鋪貼于成型模具上，然后鋪設任選的脫模布、任選的導流網、任選的透氣氈和樹脂管路，并鋪設抽真空管路，然后將真空袋封裝；B真空袋內抽真空；將真空袋內抽真空，保持真空度為
?
0.1MPa；C真空袋外抽真空；將真空袋外抽真空，保持真空度為
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0.05MPa~
?
0.09MPa；D樹脂體系脫泡；對樹脂體系罐抽真空，保持真空度為
?
0.1MPa，對樹脂體系進行脫泡；E注膠；將樹脂注入真空袋內，至樹脂完全浸潤增強纖維材料鋪層，停止注膠；F正壓排膠密實；在注膠結束后，開始固化前，停止對真空袋外抽真空，并向真空袋外施加正壓，同時停止真空袋內抽真空，保持真空袋外的壓強為0.3~0.6MPa，進行排膠密實；G固化；模具升溫，完成復合材料固化成型。2.如權利要求1所述的基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法，其特征在于：在進行E注膠步驟的過程中，保持真空袋外的壓力不小于樹脂體系罐內的壓力。3.如權利要求2所述的基于壓力協同的復合材料真空輔助注射成型方法，其特征在于：在對樹脂體系脫泡完成后，并在注膠前，調整...

【專利技術屬性】
技術研發人員：辛朝波，
申請(專利權)人：廊坊市飛澤復合材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：