真空树脂导入工艺和手糊工艺的比较

手糊产品设计及真空导入成型工艺在汽车领域的应用研究摘要：手糊玻璃钢制品是指以树脂和玻璃纤维为原料加工而成的成品，其具有防晒、质坚、耐酸耐碱、易于成型且加工简单等特点，且制成的产品外观鲜艳，色泽亮丽，不锈不烂，深受市场的认可，因此广泛应用于汽车、家居、工程机械、建筑、交通、电讯、航海航天航空等领域。

根据玻璃钢的材料特性，常用的主要制造工艺有缠绕成型，拉齐成型，模压成型，手糊成型。

本文主要探讨手糊玻璃钢产品的设计要点及相关成型工艺特点，旨在为手糊制品的在汽车领域上的应用打开思路。

关键词：手糊；玻璃钢；产品；工艺；真空导入；成型；1.引言玻璃钢产品的设计和制造有其特殊性，产品设计除要符合玻璃钢材料本身的特性之外，还要符合生产设施、整车工艺路线等多种汲涉生产制造方面的具体要求。

如何使产品能够在生产制造过程中“降低制造难度、提高生产效率、实现轻量化、改善生产环境实现节能减排” 是我们在产品设计工作中需要非常重视的工作思路。

2.手糊玻璃钢产品一般结构和工艺流程2.1手糊玻璃钢产品的层间结构手糊玻璃钢产品一般有四层结构构成，主要是胶衣层、表面毡层、腻子层和结构层，各层结构的主要作用和位置示意如下图一所示：（1）胶衣层：产品提供良好的表面质量及耐候性保护。

（2）表面毡（表面要求高的产品需要此层）：减少表面气泡，隔离布纹，平整表面。

由于此层的树脂含量高，所以可以作为产品的防腐层。

（3）腻子层：提高结构层玻璃纤维的贴合能力，减少产品表面下层气泡。

（4）结构层：由树脂和玻璃钢纤维复合固化，是产品的受力主体。

可以根据功能需要，结构成可以细分为防腐层、防老化层、强度层等功能层。

各功能层采用不同特性的玻璃纤维材料铺设。

（图一）2.2手糊玻璃钢产品的成型过程简图如下图二所示：（图二）2.3手糊玻璃钢产品常用的原材料手糊成型玻璃钢的主要原材料有：①玻璃纤维制品：主要有表面毡、短切毡、方格布，主要作用是平整表面（使布纹不能透过胶衣层）、减少气泡；②树脂；③固化剂、促进剂；④填料；⑤颜料糊；⑥其他添加剂，如稀释剂、光稳定剂、阻燃剂等。

真空导入工艺和手糊工艺的比较手糊工艺(Handlay-up)是一种开模工艺，目前在玻璃纤维增强的聚酯复合材料中占65%。

它的优点是在模具的形状改变上有很大的自由度，模具价格低，适应性强、产品性能得到市场认可和投资少等。

所以特别适合于小公司，也适合于船舶及航空航天产业，这儿通常是一次性的大部件。

但该工艺也存在一系列问题，如可挥发有机物(VOC)排放超标、对操作人员的健康影响大、人员易流失、许用材料限制多、产品性能低，树脂浪费并且用量大等，尤其是产品质量不稳定，产品的玻纤和树脂比例、部件厚度、层材制造速率、层材的均匀性等都受操作人员的影响，要求操作人员有较好的技术、经验和素质。

手糊产品的树脂含量一般在50%-70％左右。

开模工艺的VOC排放超过500PPm，苯乙烯的挥发量高达使用量的35%-45%。

而各国规定都在50-100PPm。

目前国外大都改用环戊二烯(DCPD)或其它低苯乙烯释放树脂，但苯乙烯作为单体还没有好的替代品。

真空树脂导入工艺是近20年来发展的制造工艺，尤适合于大型产品的制造。

优点如下：(1)产品性能优良，成品率高。

在同样原材料的情况下，与手糊构件相比，真空树脂导入工艺成型构件的强度、刚度及其它的物理特性可提高30%-50%以上（表1）。

工艺稳定后成品率可接近100%。

表1典型聚酯玻璃钢性能比较增强材料无捻粗纱布双抽向织物无捻粗纱布双抽向织物成型工艺手糊手糊真空树脂扩散真空树脂扩散玻纤含量45506065 拉伸强度（MPa）273.2389383.5480 拉伸模量（GPa）13.518.517.921.9 压缩强度（MPa）200.4247215.2258 压缩模量（GPa）13.421.315.623.6 弯曲强度（MPa）230.3321325.7385 弯曲模量（GPa）13.41716.118.5 层间剪切强度（MPa）2030.73537.8 纵横剪切强度（MPa）48.8852.17 纵横剪切模量（GPa）1.621.84(2)产品质量稳定，重复性好。

真空导入工艺原理真空导入工艺的基本原理是指在固化后的胶衣层上铺放玻璃纤维、玻璃纤维织物、各种嵌件、脱模布、树脂渗透层、铺放树脂管路和覆盖尼龙(或橡胶、硅酮)挠性薄膜(即真空袋)，薄膜与型腔四周边缘密封严实。

型腔内抽真空，往型腔里注入树脂。

在真空状态下树脂沿树脂管路、纤维外表流动而浸渍纤维束，在室温或加热条件下制品固化的成型工艺。

1机械性能高与手糊构件相比，真空导入工艺成型的构件强度，刚度及其它的物理特性可提高1.5倍。

2重复性好构件有相对恒定的树脂比，孔隙率低≤1%，手糊≥5%.3质量轻纤维含量高达75-80%，无需额外的材料来连接芯材。

4环保真空导入工艺几乎是闭模成型过程，挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限在真空袋中。

5成本低，效率高纤维含量高，树脂浪费率低于5%，比开模工艺可节约劳动力50%以上。

在芯材加入的前后，无需等待树脂的固化。

尤其在板中加筋时，材料和人工的节约相当可观。

真空导入工艺步骤1模具表面涂脱模剂（蜡）2铺放干织物和夹芯3铺放隔离层4铺放分散介质层5用真空袋密封6注入树脂同时抽真空7室温固化或放入烘箱真空导入材料的选择适应真空导入工艺的典型树脂包括低收缩聚酯树脂，乙烯基树脂，环氧树脂等。

树脂体系黏度一般0.15~0.8Pa.S。

使树脂仅在真空力作用下能够完全浸渍增强材料。

不同的工艺对凝胶时间有不同的要求，如有些工艺要求在35min内注射完,有些则需要4h完成，因此凝胶时间应可变易控,这是注射成功的关键之一。

在浸渍过程中粘度变化小，固化放热峰值应适中。

高放热峰会损坏模具甚至成型构件。

增强材料的选择手糊工艺常用的纤维增强材料在真空导入中均可使用，其它形式的纤维织物，从短切原丝到厚的针织毡也都可以使用。

新型的针织材料和平纹单向纤维是较理想的选择芯材的选择芯层材料一般为低密度泡沫和轻质木材，还可以是热塑性材料，混凝土材料，固化拉挤材料，金属嵌件等。

在具体使用中需考虑的因素有热膨胀系数差异，表面处理情况，与树脂的相溶性等。

真空导入工艺原理真空导入工艺的基本原理是指在固化后的胶衣层上铺放玻璃纤维、玻璃纤维织物、各种嵌件、脱模布、树脂渗透层、铺放树脂管路和覆盖尼龙(或橡胶、硅酮)挠性薄膜(即真空袋)，薄膜与型腔四周边缘密封严实。

型腔内抽真空，往型腔里注入树脂。

在真空状态下树脂沿树脂管路、纤维外表流动而浸渍纤维束，在室温或加热条件下制品固化的成型工艺。

1机械性能高与手糊构件相比，真空导入工艺成型的构件强度，刚度及其它的物理特性可提高1.5倍。

2重复性好构件有相对恒定的树脂比，孔隙率低≤1%，手糊≥5%.3质量轻纤维含量高达75-80%，无需额外的材料来连接芯材。

4环保真空导入工艺几乎是闭模成型过程，挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限在真空袋中。

5成本低，效率高纤维含量高，树脂浪费率低于5%，比开模工艺可节约劳动力50%以上。

在芯材加入的前后，无需等待树脂的固化。

尤其在板中加筋时，材料和人工的节约相当可观。

真空导入工艺步骤1模具表面涂脱模剂（蜡）2铺放干织物和夹芯3铺放隔离层4铺放分散介质层5用真空袋密封6注入树脂同时抽真空7室温固化或放入烘箱真空导入材料的选择。

增强材料的选择手糊工艺常用的纤维增强材料在真空导入中均可使用，其它形式的纤维织物，从短切原丝到厚的针织毡也都可以使用。

新型的针织材料和平纹单向纤维是较理想的选择芯材的选择芯层材料一般为低密度泡沫和轻质木材，还可以是热塑性材料，混凝土材料，固化拉挤材料，金属嵌件等。

在具体使用中需考虑的因素有热膨胀系数差异，表面处理情况，与树脂的相溶性等。

固化体系的选择由于真空袋压树脂注入工艺一般采用的是已经加入促进剂的树脂，因此在使用之前只需加入引发剂即可。

常用的引发剂是过氧化甲乙酮。

引发剂的用量与所需的凝胶时间和充模时的温度有很大的关系，因为真空袋压树脂注入是闭模成型，因此湿度对引发剂的用量基本没有影响。

真空袋压树脂注入工艺所需材料真空袋膜导流网脱模布中空螺旋管树脂进料管抽气管真空袋密封胶吸胶毡定位喷胶1.真空袋膜聚丙烯膜是最常用的真空袋膜，可以在形状复杂的模具上拉伸，无折叠和褶皱，真空效率高。

真空导入工艺原理真空导入工艺的基本原理是指在固化后的胶衣层上铺放玻璃纤维、玻璃纤维织物、各种嵌件、脱模布、树脂渗透层、铺放树脂管路和覆盖尼龙(或橡胶、硅酮)挠性薄膜(即真空袋)，薄膜与型腔四周边缘密封严实。

型腔内抽真空，往型腔里注入树脂。

在真空状态下树脂沿树脂管路、纤维外表流动而浸渍纤维束，在室温或加热条件下制品固化的成型工艺。

1机械性能高与手糊构件相比，真空导入工艺成型的构件强度，刚度及其它的物理特性可提高1.5倍。

2重复性好构件有相对恒定的树脂比，孔隙率低≤1%，手糊≥5%.3质量轻纤维含量高达75-80%，无需额外的材料来连接芯材。

4环保真空导入工艺几乎是闭模成型过程，挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限在真空袋中。

5成本低，效率高纤维含量高，树脂浪费率低于5%，比开模工艺可节约劳动力50%以上。

在芯材加入的前后，无需等待树脂的固化。

尤其在板中加筋时，材料和人工的节约相当可观。

真空导入工艺步骤1模具表面涂脱模剂（蜡）2铺放干织物和夹芯3铺放隔离层4铺放分散介质层5用真空袋密封6注入树脂同时抽真空7室温固化或放入烘箱真空导入材料的选择适应真空导入工艺的典型树脂包括低收缩聚酯树脂，乙烯基树脂，环氧树脂等。

树脂体系黏度一般0.15~0.8Pa.S。

使树脂仅在真空力作用下能够完全浸渍增强材料。

不同的工艺对凝胶时间有不同的要求，如有些工艺要求在35min内注射完,有些则需要4h完成，因此凝胶时间应可变易控,这是注射成功的关键之一。

在浸渍过程中粘度变化小，固化放热峰值应适中。

高放热峰会损坏模具甚至成型构件。

增强材料的选择手糊工艺常用的纤维增强材料在真空导入中均可使用，其它形式的纤维织物，从短切原丝到厚的针织毡也都可以使用。

新型的针织材料和平纹单向纤维是较理想的选择芯材的选择芯层材料一般为低密度泡沫和轻质木材，还可以是热塑性材料，混凝土材料，固化拉挤材料，金属嵌件等。

在具体使用中需考虑的因素有热膨胀系数差异，表面处理情况，与树脂的相溶性等。

TECHNOLOGY INNOVATION |後术创新摘要：在目前的材料中，复合材料（G R P)因其质轻高强度而被广泛应用，其材料的制造工艺得到不断提高和创新，由起初的手糊工艺发展到机械化的喷射、拉挤、模压等工艺，逐步发展成现在的真空成型（真空导入）工艺。

由于二者工艺所研究服务的方向不同，其使用产品范围也不尽相同。

因此，文章获取二者优势并进行有效结合，研究出一种适合主题包装产品的生产工艺，使其在原有手糊工艺的基础上提高产品质量、提高强度、降低成本，并可以广泛地推广利用。

关键词：G RP真空成型：手糊工艺：达西定律：树脂裯度G R P真空成型（真空导入）工艺与手糊（湿法）工艺结合新技术■文/陈恨龙1.真空成型（真空导入工艺）与手糊（湿法）工艺分析对比1.1真空成型（真空导入）工艺原理真空导入工艺，简称VIP,在模具上铺增强材料（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，并抽出体系中的空气，在模具型腔中形成负压，利 用真空产生的负压把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（就像通常的手糊和喷射模具）建立一个闭合系统。

1.2真空成型（真空导入）理论基础—达西定律t=L2h/(2kDP)式中，t为导入时间，由4个参数来决定；L为注射长度：h为树脂黏度；D P为压力差；k为渗透率。

从式中可以看出，所用树脂的黏度越低，则所需导入时 间就越短，因此真空导入所用的树脂黏度一般不能太高。

这 样可以使树脂能够快速地充满整个模具。

L指树脂进料口与 出料口的之间的距离，距离长当然所需的时间也长。

D P指 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为渗透性，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, 多向毡要比方格布、短切毡易被树脂浸润。

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（Vacuum 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1950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’s Law）t =ℓ 2h/(2 kDP )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。

真空导入工艺原理真空导入工艺的基本原理是指在固化后的胶衣层上铺放玻璃纤维、玻璃纤维织物、各种嵌件、脱模布、树脂渗透层、铺放树脂管路和覆盖尼龙或橡胶、硅酮挠性薄膜即真空袋,薄膜与型腔四周边缘密封严实;型腔内抽真空,往型腔里注入树脂;在真空状态下树脂沿树脂管路、纤维外表流动而浸渍纤维束,在室温或加热条件下制品固化的成型工艺 ; 1机械性能高与手糊构件相比,真空导入工艺成型的构件强度,刚度及其它的物理特性可提高倍;2重复性好构件有相对恒定的树脂比,孔隙率低≤1%,手糊≥5%.3质量轻纤维含量高达75-80%,无需额外的材料来连接芯材;4环保真空导入工艺几乎是闭模成型过程,挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限在真空袋中;5成本低,效率高纤维含量高,树脂浪费率低于5%,比开模工艺可节约劳动力50%以上;在芯材加入的前后,无需等待树脂的固化;尤其在板中加筋时,材料和人工的节约相当可观;真空导入工艺步骤1模具表面涂脱模剂蜡2铺放干织物和夹芯3铺放隔离层4铺放分散介质层5用真空袋密封6注入树脂同时抽真空7室温固化或放入烘箱真空导入材料的选择;增强材料的选择手糊工艺常用的纤维增强材料在真空导入中均可使用,其它形式的纤维织物,从短切原丝到厚的针织毡也都可以使用;新型的针织材料和平纹单向纤维是较理想的选择芯材的选择芯层材料一般为低密度泡沫和轻质木材,还可以是热塑性材料,混凝土材料,固化拉挤材料,金属嵌件等;在具体使用中需考虑的因素有热膨胀系数差异,表面处理情况,与树脂的相溶性等;固化体系的选择由于真空袋压树脂注入工艺一般采用的是已经加入促进剂的树脂,因此在使用之前只需加入引发剂即可;常用的引发剂是过氧化甲乙酮;引发剂的用量与所需的凝胶时间和充模时的温度有很大的关系,因为真空袋压树脂注入是闭模成型,因此湿度对引发剂的用量基本没有影响;真空袋压树脂注入工艺所需材料真空袋膜导流网脱模布中空螺旋管树脂进料管抽气管真空袋密封胶吸胶毡定位喷胶1.真空袋膜聚丙烯膜是最常用的真空袋膜,可以在形状复杂的模具上拉伸,无折叠和褶皱,真空效率高;2.导流网可采用孔隙率高的机织纤维,便于树脂的渗透;导流网的作用是将铺层和模具表面、真空软膜分开,同时保持了具有一定相互连接的垂直间隙和相互横向连接的网状结构;树脂从注射点、分配槽经由分配介质自由流向分配介质并完全覆盖整个产品一个表面,然后纵向均匀渗透铺层后通过上表面的分配介质,从而完成整个浸渍过程;3脱模布：低孔隙率、低渗透率的纤维织物可改善制品的表观,防止真空袋粘在制品上;4中空螺旋管：主要用作树脂流道和袋膜内抽气管;5树脂进料管：用来连接树脂灌和注入口的塑料管,在承受一个大气压的情况下而不变形;6抽气管：用来连接抽气口和树脂收集气及树脂收集器与真空泵的塑料管,能承受一个大气压而不变形,通常直径比树脂进料管要小;7真空袋密封胶：真空袋密封材料成粘稠状,铺放于模具边框,以保证真空袋膜的密封性,在真空成袋过程中,密封材料具有足够的“粘性”,可以粘接在各种表面上,同时其“粘性”不能过大,可以保证固化脱模后,能将其及时清理掉;8吸胶毡：透气毡为无纺聚酯或尼龙,其作用是将增强材料和树脂固化过程中产生的气体驱向真空排气口,也可用来吸取过量的树脂;9定位喷胶：定位喷胶主要是用来使增强材料或真空导入树脂注入材料之间的粘接,以达到定位的效果;真空袋压树脂注入工艺流程1打脱模蜡或脱模剂模具清洁后应放置8小时以上,待模具表面的水分充分干燥后方可上脱模蜡剂,采用聚乙烯醇脱模剂时应仔细检查其成膜的均匀性,不得有遗漏和流挂,充分干燥后方可涂刷胶衣；采用脱膜蜡时新模必须打4-6度蜡,旧模打2-3度,每度蜡的间隙必须在2小时以上,脱模蜡不能遗漏和堆积;2喷涂胶衣e3喷涂胶衣的厚度应控制在必须达到“指干”才能铺放增强材料,不得遗漏、堆积或流挂;在喷涂的过程中,一般涂刷两遍,两边之间涂刷方向以相互垂直为宜,这样可以避免出现漏涂;3铺放增强材料玻璃纤维增强材的接头和重叠位置尺寸应符合工艺要求,搭接宽度为50mm,接头应错开100mm以上,五层后允许重叠;在变形的地方,如果铺放不方便,可以用剪刀将增强材料进行裁剪,裁剪的地方应进行局部补强,如果层与层之间出现空隙,应压实,或用定位喷胶将它们粘在一起,在喷定位胶时,喷嘴与喷涂的地方应距离30cm以上,这样才能使胶喷涂均匀,如果喷涂过多,则会影响树脂对增强材料的浸润,甚至出现白斑;增强材料铺放好后,用剪刀剪去多余的纤维,并将裙边用黄色密封胶带反复滚擦,粘去裙边上的灰尘和细小纤维束;4铺放脱模布在铺放脱模布之前可以将大块的脱模布适当裁小,这样有利于脱模;脱模布要盖住整个增强材料,且在增强材料的边缘一般还多出1cm左右;脱模布于脱模布之间的搭接宽度在1cm即可,太宽既浪费材料,又影响浸润速度;脱模布一般用极少量的黑色密封胶带粘在增强材料上,而不用定位胶,这样既不会影响浸润效果,又能节约成本;5铺放导流网铺放导流网时,导流网的边缘离增强材料的边缘3-5cm左右远,即导流网的面积比增强材料的面积略微小一些,当树脂在浸润没有导流网的增强材料时,速度比有导流网的地方要慢得多,这样可以使树脂有充分的时间来浸润增强材料,还能减少树脂的浪费;导流网与导流网之间的搭接距离应尽可能小,但不应出现没有导流网得地方;导流网一般也用极少量的黑色密封胶带粘在脱模布上,而不用定位胶;6铺放树脂导流管和抽真空管按照预先设计好的流道在模腔中相应位置放置中空螺旋管作为树脂流道和抽真空管;在铺放中空螺旋管时,不应用力将螺旋管拉得过长,在抽真空时可能会将螺旋管压塌,而起不道流道和抽真空的作用7安放树脂注入口和抽气口在预先的设计,在螺旋管上安放树脂注入口和抽气口,在制作形状规则的产品时,树脂注入口和抽气口一般放置在均分点的位置,如在一条螺旋管上放置两个抽气口时,抽气口一般放在三分之一和三分之二的点上;在安放树脂注入口和抽气口即三通时,可在三通接树脂进料管和抽气管的那头先缠上一圈黑色的密封胶带;为了避免三通移动,可用适量黑色密封胶带将三通粘在导流网上;8接抽气管将抽气口三通和树脂收集器接口用抽气管连接起来;在接口处再缠上一圈黑色密封胶带;9真空袋膜的密封10抽气、整理袋膜和检漏11接树脂注入管12检测13抽气检漏14注入树脂当达到所需的保压效果时,就可以注入树脂;注入树脂时一般按照先打开同一树脂流道上的注入口,由内向外注,当树脂流过另一排流道时,可将这一排的注入口打开,开始注入树脂,按照这样的方法注满整个膜腔;由于模具形状不规则,树脂很难同时到达模具的边缘,当一部分树脂先到达模具的边缘,进入抽气管后,可将这根抽气管用大力钳卡住;这样既不影响其它部位的充模效果,又可以减少树脂的浪费;15保真空固化在树脂固化之前,可以用大力钳卡住大部分树脂进料管和抽气管,这样可以减少树脂的浪费;至于哪些树脂进料管和抽气管应该卡住,没有一定的要求;一般按照轮流的办法;后处理1脱模当玻璃钢固化到一定程度时,便可在不损伤制品和模具的前提下把制品从模具上取下来;首先将制品的四周松脱,然后将制品脱下;在脱模时须注意：1脱模时要细心、耐心,不要操之过急；2敲击工具应是木榔头或橡胶榔头；3敲击点要要击中关键部位,不要乱击；4注意产品表面切不可出现白斑或白点;2表面检测主要看是否有胶衣皱皮、光泽不好、制品表面发粘、制品翘曲变形、胶衣层星状龟裂、分层、气泡与空泡、针眼等缺陷并做好标记以便以后修复;3修边先在毛坯制品上划基准线,用与制品基本呈直角的切割刀进行,并尽量切割平直;s。

真空导入工艺原理真空导入工艺的基本原理是指在固化后的胶衣层上铺放玻璃纤维、玻璃纤维织物、各种嵌件、脱模布、树脂渗透层、铺放树脂管路和覆盖尼龙(或橡胶、硅酮)挠性薄膜(即真空袋)，薄膜与型腔四周边缘密封严实。

型腔内抽真空，往型腔里注入树脂。

在真空状态下树脂沿树脂管路、纤维外表流动而浸渍纤维束，在室温或加热条件下制品固化的成型工艺。

1机械性能高与手糊构件相比，真空导入工艺成型的构件强度，刚度及其它的物理特性可提高1.5倍。

2重复性好构件有相对恒定的树脂比，孔隙率低≤1%，手糊≥5%.3质量轻纤维含量高达75-80%，无需额外的材料来连接芯材。

4环保真空导入工艺几乎是闭模成型过程，挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限在真空袋中。

5成本低，效率高纤维含量高，树脂浪费率低于5%，比开模工艺可节约劳动力50%以上。

在芯材加入的前后，无需等待树脂的固化。

尤其在板中加筋时，材料和人工的节约相当可观。

真空导入工艺步骤1模具表面涂脱模剂（蜡）2铺放干织物和夹芯3铺放隔离层4铺放分散介质层5用真空袋密封6注入树脂同时抽真空7室温固化或放入烘箱真空导入材料的选择。

增强材料的选择手糊工艺常用的纤维增强材料在真空导入中均可使用，其它形式的纤维织物，从短切原丝到厚的针织毡也都可以使用。

新型的针织材料和平纹单向纤维是较理想的选择芯材的选择芯层材料一般为低密度泡沫和轻质木材，还可以是热塑性材料，混凝土材料，固化拉挤材料，金属嵌件等。

在具体使用中需考虑的因素有热膨胀系数差异，表面处理情况，与树脂的相溶性等。

固化体系的选择由于真空袋压树脂注入工艺一般采用的是已经加入促进剂的树脂，因此在使用之前只需加入引发剂即可。

常用的引发剂是过氧化甲乙酮。

引发剂的用量与所需的凝胶时间和充模时的温度有很大的关系，因为真空袋压树脂注入是闭模成型，因此湿度对引发剂的用量基本没有影响。

真空袋压树脂注入工艺所需材料真空袋膜导流网脱模布中空螺旋管树脂进料管抽气管真空袋密封胶吸胶毡定位喷胶1.真空袋膜聚丙烯膜是最常用的真空袋膜，可以在形状复杂的模具上拉伸，无折叠和褶皱，真空效率高。

真空导入工艺原理真空导入工艺的基本原理是指在固化后的胶衣层上铺放玻璃纤维、玻璃纤维织物、各种嵌件、脱模布、树脂渗透层、铺放树脂管路和覆盖尼龙(或橡胶、硅酮)挠性薄膜(即真空袋)，薄膜与型腔四周边缘密封严实。

型腔内抽真空，往型腔里注入树脂。

在真空状态下树脂沿树脂管路、纤维外表流动而浸渍纤维束，在室温或加热条件下制品固化的成型工艺。

1机械性能高与手糊构件相比，真空导入工艺成型的构件强度，刚度及其它的物理特性可提高1.5倍。

2重复性好构件有相对恒定的树脂比，孔隙率低≤1%，手糊≥5%.3质量轻纤维含量高达75-80%，无需额外的材料来连接芯材。

4环保真空导入工艺几乎是闭模成型过程，挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限在真空袋中。

5成本低，效率高纤维含量高，树脂浪费率低于5%，比开模工艺可节约劳动力50%以上。

在芯材加入的前后，无需等待树脂的固化。

尤其在板中加筋时，材料和人工的节约相当可观。

真空导入工艺步骤1模具表面涂脱模剂（蜡）2铺放干织物和夹芯3铺放隔离层4铺放分散介质层5用真空袋密封6注入树脂同时抽真空7室温固化或放入烘箱真空导入材料的选择适应真空导入工艺的典型树脂包括低收缩聚酯树脂，乙烯基树脂，环氧树脂等。

树脂体系黏度一般0.15~0.8Pa.S。

使树脂仅在真空力作用下能够完全浸渍增强材料。

不同的工艺对凝胶时间有不同的要求，如有些工艺要求在35min内注射完,有些则需要4h完成，因此凝胶时间应可变易控,这是注射成功的关键之一。

在浸渍过程中粘度变化小，固化放热峰值应适中。

高放热峰会损坏模具甚至成型构件。

增强材料的选择手糊工艺常用的纤维增强材料在真空导入中均可使用，其它形式的纤维织物，从短切原丝到厚的针织毡也都可以使用。

新型的针织材料和平纹单向纤维是较理想的选择芯材的选择芯层材料一般为低密度泡沫和轻质木材，还可以是热塑性材料，混凝土材料，固化拉挤材料，金属嵌件等。

在具体使用中需考虑的因素有热膨胀系数差异，表面处理情况，与树脂的相溶性等。

复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺主要包括以下几种：1. 手糊成型工艺：是一种湿法铺层成型法，通过涂刷胶液和铺设纤维织物，在模具上形成一定厚度的层片，然后进行固化。

2. 喷射成型工艺：是将树脂和纤维混合后，通过喷射的方式在模具表面形成一定厚度的层片，再进行固化。

3. 树脂传递模塑技术（RTM技术）：将纤维织物放入模具中，然后注入树脂，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。

4. 袋压法成型：是将纤维织物放入密封的袋子里，然后通过压力使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。

5. 真空袋压成型：是在袋压法的基础上，通过抽真空的方式排除纤维织物内的空气和水分，提高制品的密实度和质量。

6. 热压罐成型技术：是将预浸料放入金属模具中，通过热压罐的高温高压作用，使预浸料粘结成复合材料制品。

7. 液压釜法成型技术：是将预浸料放入密封的液压釜中，通过液体介质的压力使预浸料紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。

8. 热膨胀模塑法成型技术：是将纤维织物放入模具中，利用热膨胀原理使纤维织物紧密结合在一起，再经过固化得到复合材料制品。

9. 夹层结构成型技术：是将两层或更多层预浸料之间夹入一层泡沫材料或其他材料，通过加热加压或抽真空的方式使其粘结成复合材料制品。

10. 模压料生产工艺：是将纤维织物和树脂混合后，经过一定温度和压力条件进行固化，形成模压料，然后将其加工成制品。

11. ZMC模压料注射技术：是将ZMC模压料加热后注入模具中，经过一定的温度和压力条件进行固化，形成复合材料制品。

12. 层合板生产技术：是将多层预浸料按照一定的顺序叠放在一起，然后经过热压或冷压的方式使其粘结成复合材料层合板。

13. 卷制管成型技术：是将纤维织物和树脂混合后，通过卷制机卷制成管状制品。

14. 纤维缠绕制品成型技术：是将纤维织物缠绕在芯模上，然后注入树脂或进行热处理，形成复合材料制品。

15. 连续制板生产工艺：是将预浸料连续通过加热和加压装置，使其连续地粘结成复合材料板材。

玻璃钢船舶树脂真空导入技术分析摘要：本文简介了新工艺玻璃钢船舶制作工艺———树脂真空导入法的制作工艺、制作流程，而且本文还和传统船舶工艺制作进行了比较，注重展现出工艺与工艺之间的优缺点，并提出此工艺可行度及发展趋势。

关键词：复合材料工艺；树脂真空；玻璃钢船舶20 世纪60 年代后期玻璃钢船舶制造的出现打破了传统船舶材料的一度匮乏，这种新兴材料具有重量轻、硬度高、抗氧化性强、塑造型等特点。

经过数十载船舶业的发展，玻璃钢这种新型复合材料已经在中小型船艇制造上得到了重要的肯定，尤其近现代以来在游艇、高速艇和旅游客船上得到了大量的使用。

玻璃钢船舶制造也有传统的手工制作、模压成型技术，延续到了缠绕、喷射、注射等多种加工工艺，机器制造成型范例也是越来越高。

{树脂真空导入法}作为新型制作工艺成为本文主讲技术呈现在文章中。

一、技术工艺制作简介树脂真空导入法是使用敷增强纤维材料在模具上，之后铺上真空袋抽出整体空气，使其在型腔中形成负压值，从而采用真空产生的压力把不饱和树脂通过提前预先设置好的管路纤维层中去，使树脂浸润透纤维材料，最后充满整个模具，固化后褪去真空袋材质，从而脱模成型得到需要的产品。

真空导入工艺是在单面刚性模具内建立一个闭合系统，是一种近些年才引入国内的新型大尺寸船艇成型建造技术。

此项技术在1950年出现了专利记录，直到近些年里才刚得可持续发现，这种新型技术在命名上有很多称呼，例如真空导入、真空灌注、真空注射等。

二、工艺技术分析（一）优点工艺技术选取的技术是真空导入法。

它是一种新型船舶建造工艺技术，主要用来玻璃钢船船舶，与以往过去糊制工艺相比，拥有较强的优势。

1.船体结构强度较大提升船体结构强度的大大提升，是因为将以往手工糊制工艺替代，引进真空导入工艺。

这种新型工艺在船体建造过程中，先平铺敷成船体形状，再将强筋与夹芯结构等镶嵌零件加入进去，这种方式极大提升了船体的整体性。

相同材料的情况下，树脂真空导入工艺在硬度、强度、整体性、紧密型等物理特性都比原先手工糊制技术提高百分之三十到百分之五十之间的物理特性。

真空树脂导入工艺和手糊工艺的比较两者的优缺点比较如下：手糊工艺(Hand lay-up)是一种开模工艺，目前在玻璃纤维增强的聚酯复合材料中占65%。

他的优点是在模具的形状改变上有很大的自由度，模具价格低，适应性强、产品性能得到市场认可和投资少等。

所以特别适合于小公司，也适合于船舶及航空航天产业，这儿通常是一次性的大部件。

但该工艺也存在一系列问题，如可挥发有机物(VOC)排放超标、对操作人员的健康影响大、人员易流失、许用材料限制多、产品性能低，树脂浪费并且用量大等，尤其是产品质量不稳定，产品的玻纤和树脂比例、部件厚度、层材制造速率、层材的均匀性等都受操作人员的影响，要求操作人员有较好的技术、经验和素质。

手糊产品的树脂含量一般在50%-70％左右。

开模工艺的VOC排放超过500PPm，苯乙烯的挥发量高达使用量的35%-45%。

而各国规定都在50-100PPm。

目前国外大都改用环戊二烯(DCPD)或其它低苯乙烯释放树脂，但苯乙烯作为单体还没有好的替代品。

真空树脂导入工艺是近20年来发展的低成本制造工艺，尤适合于大型产品的制造。

其优点如下：(1)产品性能优良，成品率高。

在同样原材料的情况下，与手糊构件相比，真空树脂导入工艺成型构件的强度、刚度及其它的物理特性可提高30%-50%以上（表1）。

工艺稳定后成品率可接近100%。

表1 典型聚酯玻璃钢性能比较增强材料无捻粗纱布双抽向织物无捻粗纱布双抽向织物成型工艺手糊手糊真空树脂扩散真空树脂扩散玻纤含量45 50 60 65拉伸强度（MPa）273.2 389 383.5 480拉伸模量（GPa）13.5 18.5 17.9 21.9压缩强度（MPa）200.4 247 215.2 258压缩模量（GPa）13.4 21.3 15.6 23.6弯曲强度（MPa）230.3 321 325.7 385弯曲模量（GPa）13.4 17 16.1 18.5层间剪切强度（MPa）20 30.7 35 37.8纵横剪切强度（MPa）48.88 52.17纵横剪切模量（GPa） 1.62 1.84(2)产品质量稳定，重复性好。

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(V ARTM)，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（Vacuum 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1950年出现了专利记录。

然而，真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’s Law）t=｛2h/(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。

｛-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。

672022年4月上 第07期 总第379期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview真空树脂导入成型工艺是指在模具上铺“干”增强材料，例如玻璃纤维、碳纤维及夹心材料等，然后用真空袋进行密封，抽出体系中的空气，在模具型腔中形成一个负压，再利用真空产生的压力把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，制成品固化后去除真空袋材料，从模具上得到所需的制品[1]。

真空树脂导入成型目前趋向于一种相对高性能低成本的成型技术，正是由于其低成本的特点，尤其适合于大型产品的制造，随着游艇、汽车外壳、风力发电叶片等制品上的应用已被越来越多的认识和采用，其理论基础是基于达西定律[2]。

而手糊工艺作为具有较长历史的开模工艺中的一种，其对于模具形状方面有广泛的自由度，在玻璃纤维增强的聚酯复合材料中应用比例也比较高[3]。

同时手糊工艺模具售价低、适应性强，因此更加适合小公司及一些船舶及航空航天产业[4]。

2种工艺在分别具有各自优势的同时也都存在一定的短板。

因此，应该通过深刻分析2种工艺各自具备的优缺点、服务的方向及使用产品范围等，探寻2种工艺控制上的难点，明确两者的应用领域，提高制造产品的物理性能的同时，有效控制和减少制造成本。

1. 真空树脂导入成型工艺1.1真空成型（真空导入）工艺原理真空导入工艺即在模具上铺增强材料，然后铺真空袋，排空体系中的空气，让模具型腔形成负压的状态，利用真空产生的负压把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中，使增强材料完全被树脂浸润，最后充满整个模具[5]，制品固化后除去真空袋材料，从模具上得到所需的制品[6]。

真空树脂导入成型所依赖的知识是达西定律：t=L2n/(2kDP)式中，t 表示时间；L 表示注射长度；n 表示黏度；DP表示压力差；k 表示渗透率。

由此公式我们可以相应的计算各个参数之间的相互影响关系，同时针对不同的成品要求设置不同的参数。

真空导入工艺原理真空导入工艺的基本原理是指在固化后的胶衣层上铺放玻璃纤维、玻璃纤维织物、各种嵌件、脱模布、树脂渗透层、铺放树脂管路和覆盖尼龙(或橡胶、硅酮)挠性薄膜(即真空袋)，薄膜与型腔四周边缘密封严实。

型腔内抽真空，往型腔里注入树脂。

在真空状态下树脂沿树脂管路、纤维外表流动而浸渍纤维束，在室温或加热条件下制品固化的成型工艺。

1机械性能高与手糊构件相比，真空导入工艺成型的构件强度，刚度及其它的物理特性可提高倍。

2重复性好构件有相对恒定的树脂比，孔隙率低≤1%，手糊≥5%.3质量轻纤维含量高达75-80%，无需额外的材料来连接芯材。

4环保真空导入工艺几乎是闭模成型过程，挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限在真空袋中。

5成本低，效率高纤维含量高，树脂浪费率低于5%，比开模工艺可节约劳动力50%以上。

在芯材加入的前后，无需等待树脂的固化。

尤其在板中加筋时，材料和人工的节约相当可观。

真空导入工艺步骤1模具表面涂脱模剂（蜡）2铺放干织物和夹芯3铺放隔离层4铺放分散介质层5用真空袋密封6注入树脂同时抽真空7室温固化或放入烘箱真空导入材料的选择适应真空导入工艺的典型树脂包括低收缩聚酯树脂，乙烯基树脂，环氧树脂等。

树脂体系黏度一般~。

使树脂仅在真空力作用下能够完全浸渍增强材料。

不同的工艺对凝胶时间有不同的要求，如有些工艺要求在35min内注射完,有些则需要4h完成，因此凝胶时间应可变易控,这是注射成功的关键之一。

在浸渍过程中粘度变化小，固化放热峰值应适中。

高放热峰会损坏模具甚至成型构件。

增强材料的选择手糊工艺常用的纤维增强材料在真空导入中均可使用，其它形式的纤维织物，从短切原丝到厚的针织毡也都可以使用。

新型的针织材料和平纹单向纤维是较理想的选择芯材的选择芯层材料一般为低密度泡沫和轻质木材，还可以是热塑性材料，混凝土材料，固化拉挤材料，金属嵌件等。

在具体使用中需考虑的因素有热膨胀系数差异，表面处理情况，与树脂的相溶性等。