真空灌注-包括轻质rtm和真空导流-工艺方法及问题处理

真空辅助树脂灌注⼯艺的创新性改进第1期18纤维复合材料No11 2010年3⽉F I BER CO M P O SI TES M ar1,2010⼯艺#设计真空辅助树脂灌注⼯艺的创新性改进苏峰,于洋,于柏峰(哈尔滨玻璃钢研究院,哈尔滨150036)摘要真空辅助树脂灌注⼯艺是⼀种新型的复合材料低成本,⾼性能成型技术。

由于其低成本、制品性能好、环境友好等独特的优势,真空辅助树脂灌注⼯艺已成功⽤于舰船、军事设施、国防⼯程、航空和风电等民⽤⼯业领域。

但是这种⼯艺也有很多不可控制的因素,仍有许多需改进的地⽅。

本⽂从树脂计量混合技术及制品表⾯质量控制等⽅⾯讨论了当今真空辅助树脂灌注⼯艺的⼀些创新性的改进。

关键词真空辅助树脂灌注⼯艺(真空灌注⼯艺,VAR I);⼯艺原理;⼯艺优势;树脂计量混合技术;制品表⾯质量控制Innovative I mprove m ent of Vacuu m A ssistant Resi n Infusion Process(VAR I)S U Feng,YU Y ang,YU Ba ifeng(H arb i n FRP Instit ute,H arbi n150036)ABSTRACT V acuu m ass i stant resi n i nfusi on process(VAR I)is a new cost-e ffecti ve and hi gh-pe rf o r m ance pro cess.Because o f its advantages o f cost-effec tive,good properties o f products and env ironmenta l-fr i end l y,VAR I has been ap-p lied t o ships,m ilitary infrastructure,nati onal de f ense eng i neering,aerospace and civ il i ndustr i es,e tc.this paper d i scus-ses som e i nnovati ve i m provem ents about vacuu m assistant res i n i nfus i on process from the resi n m ix i ng techno l ogy and sur-face qua lit y contro.lKEYWORDS V acuum assistant res i n i nf us i on process;P ro cess princ i p l e;P rocess advantages;R esi n m i x i ng techno l ogy;Su rface qua lity contro l1引⾔真空辅助树脂灌注⼯艺(真空灌注⼯艺,VAR I),也称真空导⼊⼯艺,是⼀种新型的复合材料低成本,⾼性能成型技术。

真空灌注工艺（LRTM、真空导流工艺方法及问题处理）关于玻璃钢的新工艺方法，注射工艺较多，从最初的压力注射，到现在的真空注射，走过了很多的弯路。

由于玻璃钢的特点，它易于成型，进入门槛比较低。

在汽车工业、环卫领域、风能领域，都有极大的市场。

管路简图图解：1、高压真空吸合模具边缘；2、低压真空从模具内流向真空筒；3、模具出胶时用大力钳锁紧出口；4、用丙酮涮洗真空管，并封住进口；5、最后卡住所有出胶口。

继续保持高压锁模；6、产品固化后脱模。

一、正面模具的制作：正面模具是制作模具的基础，只有正面模具，他直接影响模具的结构形式，他的表面质量在翻制反模时并不起作用。

但是他的表面胶衣质量要求很高，因为在一个封闭的空间里，玻璃钢固化放出的热量很多，积聚在模具内部灼伤磨具表面。

除了选用好的胶衣材料外，应当注意的还有以下几点。

1、分型面的确定一个产品的分型面，当然选取最大部分，但是如果产品如下图，中间分型面是选用那个面呢，应该选用下面，因为同样的能出产品，选用下面分型，可以很好的铺层，在铺层时有了参考边，否则，切割线被胶衣遮盖,铺层时没有依据。

２避免针孔:A．首先，选用优质的模具胶衣。

合适的的模具胶衣。

胶衣的流平性、消泡性、粘度和触变性固化特性稳定。

好的胶衣除基体树脂优异外，还有一定的消泡剂和流平助剂。

选用优秀的模具胶衣有很好的助剂类，可以有效降低针孔数量。

B．胶衣的固化体系容易产生针孔的原因之一，首先要防止固化时间过短，而且固化剂的比例添加适当。

为了更符合比例，建议采用预促进型，另外好的固化剂过氧化氢少，在引发聚合反应时分解的水分子少，从而提高了胶衣固化程度，减少针孔现象。

C．胶衣厚度均匀。

尽量使厚度均匀，所以采用喷涂方式，比手刷有利于气泡的排除，也是减少真空和气泡的方法之一。

D．喷涂用的压缩空气清洁度不高也是产生真空的原因之一，要使用干净的空气，避免油滴和水气造成针孔。

E．喷涂的方法。

有利于气泡排除，首遍的首层薄喷，间隔1-2 分钟后再涂盖前面的喷涂方法，易于气泡排除，另外，尽量减少或不用苯乙烯、丙酮稀释。

真空导流工艺戴铂（DIAB）是世界上最大的生产结构性PVC泡沫的公司之一，尤其是我们的“戴铂芯材真空导流工艺™”的技术培训和工艺建造支持，已经得到了国内很多知名风力发电叶片制造商和游艇制造商的广泛赞誉。

这里主要介绍一下真空导流工艺在实现初期的各种筹备策略。

另外，还分析了使用现有模具或新的模具的注意事项，以及对工厂和人员的要求。

如果仅仅从导流策略上讲，真空导流最主要包括以下几个方面：进料管的安放位置、真空区域以及所用材料等。

但是，真空导流的成功实施在很大程度取决于以下所有的各个方面：模具需要考虑的第一件事就是：使用现有的模具，还是加工新的模具?无论选择哪一种方法，都必须核查一些关键问题，方能确保所用的模具合适。

具体事项如下：• 模具要保证很好的气密性。

• 模具必须有足够的刚度，能够承受真空形成的压力。

• 在制品固化期间，模具必须能够承受树脂固化周期的放热。

• 模具必须有凸缘法兰边，并且应足够宽，以放置真空管和密封胶带。

• 任何次模件都必须和主模接合在一起，以免在部件导流过程中发生系统的漏气。

• 模具表面必须具有较高的平整度。

众所周知，带有孔洞、龟裂或裂缝的模具会影响真空状态。

所以，在生产之前，须对模具进行压降试验来检验是否存在这一问题。

确认是否适合导流的模具，这一过程都是必需的。

解决了这些问题后，下一步就要考虑模具或部件的整体加工。

人们常说，导流工艺中最慢的就是材料铺放，而最快的就是实际导流。

也是基于此原理，越是制作大的部件，或者制作含带较多的次结构构件的大型部件时，真空导流工艺就越显现出其经济、快捷的优势。

此外，如果干铺铺层的过程可以缩短，则会更加缩短建造周期。

对于手糊工艺而言，制品经过初步糊制后，小的部件组份的粘接以及主构件和次构件比如加强筋、支撑件等的粘结通常要花费很多的时间。

而对于导流部件而言，像梁或桁这样的加强构件以及支撑件等可以合到一个组件中。

这样一来，不仅确保了部件之间连接牢靠，而且还节省了准备、粘结、打磨、抛光等时间，并全面降低了材料消耗。

简述真空法灌装原理、工艺流程及应用范围下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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毕业设计报告（论文）(2015届)题目：真空注射成型含胶量控制及浸润性的改善途径所属系：材料工程技术系班级：复合材料1211学生姓名：关迎秋学号：2012110302同组成员：指导教师：徐立波真空注射成型含胶量控制及浸润性的改善途径摘要真空导入模塑工艺作为一种新型的低成本的复合材料大型制件的成型技术，它的工艺原理是在采用真空负压排除纤维增强材料中的多余气体，驱动基体树脂的流动、浸渍、实现树脂对纤维及其织物的充分浸润，并在室温下进行固化成型，形成一定基体树脂/纤维比例的工艺方法。

VIMP工艺中，树脂充分浸渍增强材料预成型体是保证制品质量的关键。

而充分了解VIMP工艺中树脂的黏度及温度、导流系统的布置、工艺参数的合理设置，是实现工艺过程含胶量控制和保证树脂充分浸渍增强材料的基础。

本文通过对三种不同真空度0.095MPa、0.085MPa、0.06MPa的分析，确定最佳VIMP 工艺成型注射最佳的真空度；通过改变树脂的黏度、温度，选择最佳的浸润方案；针对VIMP工艺的耗材选取，一般材料是否能替代，最终确定合适的材料选择。

最后通过实验观察制品表面缺陷，分析缺陷形成的原因。

不同种类预制品的含胶量不同，以编织布含胶较少，毡的含胶最多，这与制品的规则致密程度有关，编织布没有纤维的上下交织，树脂容易导走，里面的空隙相对小，而毡属于乱堆叠情况。

同种预制品厚度越大，含胶越大，有两方面原因，一是压力，分摊到每一层的压力会随着厚度增加而减少；二是导流能力，越厚的制品渗透率越小，树脂在其中驻留时间长。

关键词：VIMP 含胶量真空度浸润性目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1 真空注射成型工艺背景与研究意义 (1)1.1.1 工艺背景 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2 真空注射成型工艺应用现状及研究进展 (2)1.2.1 应用现状 (2)1.2.2 研究进展 (3)1.3 真空注射成型工艺原理及工艺特点 (4)1.3.1 工艺原理 (4)1.3.2 工艺特点 (4)1.4 真空注射成型工艺技术要求及研究内容 (4)1.4.1 工艺技术要求 (4)1.4.2 研究内容 (5)第二章实验内容 (6)2.1 实验材料 (6)2.2 实验仪器 (6)2.3 实验流程 (6)第三章结果分析 (9)3.1 含胶量的控制方法 (9)3.1.1 含胶量和真空度及增强材料的关系 (9)3.1.2 含胶量不均匀的原因及解决方法 (9)3.2 浸润性的改善途径 (10)3.2.1 树脂黏度及温度对浸润性的影响 (10)3.2.2 预抽对空隙密实度的影响 (10)3.2.3 边缘及跑道效应的预防 (10)3.2.4 加强材料泡沫开槽如何流动 (10)3.3 装备及耗材选择的影响 (12)3.3.1 导流网开口大小 (12)3.3.2 隔离膜和脱模布配套使用 (13)3.3.3 普通薄膜是否达到效果 (13)3.3.4 设备密封和漏气有效检测 (15)3.4 真空注射成型工艺缺陷 (16)3.4.1 气泡 (16)3.4.2 干斑和干区 (16)3.4.3 局部未固化 (17)3.4.4 过抽 (18)结论 (20)参考文献 (22)致谢 (23)第一章绪论1.1 真空注射成型工艺背景与研究意义1.1.1 工艺背景真空导入模塑工艺（简称VIMP，vacuum infusion molding process）也被称为SCRIMP 工艺（Seemann composite resin infusion molding process），在20世纪70年代，英国莲花汽车公司研发真空辅助液体模塑（Vacuum Assisted Resin Transfer Molding，简称V ARTM）技术，并首次成功的在汽车车身制造中使用该技术；紧接着美国，有人在该技术上改进V ARTM，并发表了专利；在英国，也有人提出另一种改进V ARTM方法并出版专利；直到20世纪80年代末，VIMP工艺作为一种新颖的复合材料模具成型工艺问世，是1990年美国Seemann composites公司注册的专利技术[1]，专利的开发主要是为了解决几何形状复杂的大型夹芯和加筋结构件的整体成型问题。

轻质RTM工艺及模具制作一．轻质RTM成型工艺原理及技术特点1．工艺原理轻质RTM就是真空辅助带压低粘度树脂在闭合模具中流动浸润增强材料并固化成型的一种工艺技术，其成型压力不足1kg/cm2。

树脂和固化剂通过注射机计量泵按配比输出带压液体在静态混合器中混合均匀，然后在真空辅助下注入已合理铺放好的纤维增强体的闭合模中，模具用真空对周边进行密封和合模，并保证树脂流动顺畅，然后进行固化。

该工艺需要二级真空，第一级真空（真空度为667毫米汞柱）完成上下模的闭合动作，第二级真空（真空度为376毫米汞柱）在树脂注射过程中辅助树脂的流动和对增强材料的浸润。

2．技术特点轻质RTM具有很多传统RTM相似的优点，比如生产效率和产品质量可以得以提高；可以得到两面光，大尺寸的产品；减少树脂有害成份对人体和环境的毒害。

由于轻质RTM是低压真空辅助成型工艺，所以与传统RTM相比，模具制作工艺大大简化，既方便又快捷。

模具无需如传统RTM那样进行钢结构的加强，下模为三明治夹芯结构，具有较高的刚度以防止树脂在注射过程中模具产生任何变形，同时三明治夹芯结构可以有效保存产品固化时产生的热量，有利于后续产品的快速固化，缩短生产周期。

而上模更为简单，可作成轻质、半刚性的结构，这样非常有利于频繁的脱模、合模的操作。

二．模具的制作1．模具制作环境的要求以及原料的选择a．环境环境温度：理想的范围为25±3℃。

相对湿度：不能大于60%。

制作车间：应保持比产品生产区更高的清洁度与日常维护。

b．材料对于该工艺所需要的材料我们推荐如下：①主要材料胶衣：ccp-071（具有优良的耐热能力，HDT为160-173℃）模具树脂：RM2000（快速固化，快速制造模具，低收缩，降低模具成本）F-010（环氧改性乙烯基树脂，良好的强度和耐热性，以及低收缩率）表面毡：300g/m2无碱短切毡：450g/m2轻木：用于提高模具的刚性并减轻重量蜡片：用于控制模腔的厚度，良好的厚度均匀性。

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。

风电叶片真空灌注工艺维修方案真空灌注工艺适用于维修面积较大、层数较多、对产品外观有较大影响、关键部件出现的缺陷和影响合模粘接界面的区域等的结构维修或补偿维修。

详细要求如下：①面积较大和层数较多的判断标准，原则上以质量检验接收标准中B1级及以上等级中相关规定的要求。

②影响产品外观，主要指对产品的外形的平整度、翼型有较大影响，若采用其他工艺无法恢复原形的情况。

③关键部件，通常指的是主梁、后缘梁以及叶根2m以内区域。

④影响合模粘接区域，主要指的是蒙皮主梁上、后缘粘接区。

原则上，若待修缺陷满足以上其中一条要求，即可选择此工艺维修方案。

1.1工具/设备/灌注辅材①主要用工具/设备：圆盘角磨机、毛刷、剪刀、盒尺、真空泵、吸尘设备、红外测温枪、真空表。

②主要用灌注辅材：钢丝螺旋管、吸胶毡、导流网、PVC角/Ω管、乘胶桶、PPR管、三通/阀门、脱模布、多孔膜、真空膜。

1.2维修流程N图2 真空灌注工艺维修流程1.3主要流程工序1.3.1打磨铺层（选其一）打磨掉n层，铺放n+1层相应规格玻纤织物，第n+1层与第n层的纤维织物种类相同，纤维织物面积根据不合格区域面积和错层要求制定，纤维织物放置顺序由大到小或由小到大按照错层铺设，最后一层须覆盖整个打磨面50mm，维修铺层示意图如图3和图4所示。

图3 铺层示意图（由大到小顺序）图4 铺层示意图（由小到大顺序）1.3.2流道铺设按维修方案中具体的辅材及流道布置指导说明铺设真空胶带、脱模布、多孔膜、吸胶毡导流网，包覆至少双层真空膜。

在辅材铺放时，有以下几个原则可参考：（1）真空胶带铺设尽量远离最外侧纤维布层100mm以上。

（2）多孔膜原则上只铺放在有导流网铺放的区域下面，且终端超出导流网20-30mm，多孔膜搭接宽度≤20mm。

（3）吸胶毡作为导气通道，尽量铺设在流道对立面，不与布层接触，连接到抽气口上。

布层与吸胶毡通道通过吸胶毡搭条连接，吸胶毡搭条间距约在0.5-1m，且分布均匀。

复合材料真空灌注-RTM成型⼯艺及应⽤概述真空辅助树脂灌注成型⼯艺(VacuumAssisted Resin Infusion Molding)简称VARIM⼯艺，是在RTM(Resin Transfer Molding)⼯艺基础上发展起来的⼀种⾼性能、低成本的复合材料成型⼯艺。

⾃80年代末开发出来，VARIM⼯艺作为⼀种新型的液体模塑成型技术(Liquid Composite Molding，简称LCM)，得到了航空航天、国防⼯程、船舶⼯业、能源⼯业、基础结构⼯程等应⽤领域的⼴泛重视，并被美国实施的低成本复合材料计划(Composite AffordabilityInitiative，简称CAI)作为⼀项关键低成本制造技术进⾏研究和应⽤。

如图1所⽰，VARIM⼯艺的基本原理是在真空负压条件下，利⽤树脂的流动和渗透实现对密闭模腔内的纤维织物增强材料的浸渍，然后固化成型。

VARIM⼯艺的基本流程包括：(a) 准备阶段。

包括单⾯刚性模具的设计和加⼯、模具表⾯的清理和涂覆脱模剂、增强材料(纤维织物、预成型件、芯材等)和真空辅助介质(脱模介质、⾼渗透导流介质、导⽓介质等)的准备等。

(b) 铺层阶段。

在单⾯刚性模具上依次铺设增强材料、脱模布、剥离层介质、⾼渗透导流介质、树脂灌注管道、真空导⽓管道等。

(c) 密封阶段。

⽤密封胶带将增强材料及真空辅助介质密封在弹性真空袋膜内，并抽真空，保证密闭模腔达到预定的真空度。

(d) 灌注阶段。

在真空负压下，将树脂胶液通过树脂灌注管道导⼊到密闭模腔内，并充分浸渍增强材料。

(e) 固化阶段。

继续维持较⾼的真空度，在室温或加热条件下液体树脂发⽣固化交联反应，得到产品预成型坯。

(f) 后处理阶段。

包括清理真空袋膜、导流介质、剥离层介质、脱模布等真空辅助介质和脱模修整等，最终得到制品。

图1 真空辅助模塑成型(VARIM)⼯艺⽰意图和传统的开模成型⼯艺以及RTM⼯艺相⽐，VARIM⼯艺具有以下优点：(1) 模具成本低。