VARI真空辅助成型技术

V ARI真空辅助成型技术VARI(VacuumAssistedResinlnfusion，简称真空辅助成型)技术是一种新型的复合材料低成本、高性能成型技术，近年来在航空领域受到广泛的重视。

VARI技术是在真空下，利用树脂的流动、渗透实现对纤维及其织物浸渍，并在真空下固化的成型方法。

美国已进行了VARI技术F-35、P-3、S-3、C-5、C-130等机型上试验及验证工作。

VARI技术在其他国防领域(导弹仪器舱段、潜艇壁板等)也进行了大量的应性研究，因此具有巨大的应用前景。

一、引言基体树脂是VARI技术的基础材料。

目前国针对VARI工艺开发了一系列基体树脂，主要有酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等。

其中聚酯树脂、乙烯基树脂由于强度和耐热性差，成本低，主要用于船舶领域。

航空航天领域主要采用低粘度环氧树脂、双来酰亚胺树脂。

国内目前针对VARI工艺开发的树脂只有BA9911，属于乙烯基—双马来酰亚胺树脂改性体系，具有较好的耐热性和阻燃性。

但不能满足航空航天构件的要求。

适合VARI工艺的高性能基体树脂在国内还是空白。

因此，开发高性能VARI 工艺基体树脂是开展该复合材料低成本技术在航空航天领域应用研究、缩短与国外差距的基本前提。

二、实验部分1、BA9912树脂的配制经过大量试验和分析比较，选用了低黏度高性能的TDE-85环氧树脂，研制了低黏度高活性的BA-1固化剂和高效的BA-2固化促进剂，实现了BA9912树脂的中温固化，满足了VARI低成本成型工艺的低黏度要求。

按适当配比称取TDE-85环氧树脂、BA-1固化剂和BA-2促进剂，先将TDE-85环氧树脂与BA-2促进剂混合搅拌10min，再加入BA-1固化剂继续搅拌20min，抽真空除去搅拌过程中产生的气泡，即可制得棕黄色透明的BA9912中温固化环氧树脂体系。

2、BA9912树脂浇注科的制备在浇注料模具上均匀涂上适量的硅脂脱模剂，在120℃烘箱中处理0.5h，将脱气后的BA9912棚旨浇注入模具之中。

真空辅助成型工艺的流程下载温馨提示: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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《典型件的VARI工艺及力学性能研究》论文摘要编写关键词：：真空辅助成型，预成型体，工艺参数，泡沫夹心结构，整体成型复合材料制造正朝着大型化、整体化、低成本化的方向发展，在众多的复合材料工艺中，真空辅助树脂渗透（Vacuum Assisted Resin Infusion-VARI）工艺因其具有成本低、产品质量高，适合制造大型、复杂整体结构等诸多特点，近年来在国防工业、民用领域等受到了日益广泛的重视和研究。

本文介绍了VARI 工艺的原理、特点及其影响因素，并综述了目前国内外的研究进展以及在各个领域的应用。

在VARI 成型制件的过程中，纤维预成型体的渗透特性影响树脂在纤维中的流动，而预成型体的压缩特性直接影响纤维预成型体的纤维体积含量以及产品厚度，因而影响最终产品的性能。

本文针对典型件上各种铺层结构，研究了定型剂、铺层结构、定型工艺参数等对预成型体的渗透特性及压缩特性的影响规律，并确定预成型体的定型工艺参数。

本文还研究了VARI 工艺常用两种树脂体系的固化特性以及流变特性，确立了树脂体系的固化工艺参数以及建立了树脂体系的流变模型，预测了树脂体系的工艺窗口，并进行了相应的实验验证，为典型件的成型制造过程中工艺参数的选择提供了依据。

本文针对典型件这种复杂的泡沫夹心壁板结构，通过调整工艺方案以及优化工艺参数来提高泡沫与面板之间的粘结强度，解决产品表面出现贫胶，泡沫与面板之间粘接强度低等问题。

最终通过相应的模具设计、树脂流道设计以及工艺设计完成了典型件的制造，实现了典型件复杂梁、肋、泡沫夹心结构的整体成型。

针对典型件这种结构，本文从最初的纤维预成型体至最终产品的模具设计、工艺设计等都开展了相应的理论研究，并实现了典型件复杂结构的整体成型，为VARI 成型复杂结构部件提供了指导以及奠定了一定基础。

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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。

一种VARI工艺成型用树脂及其复合材料的研究梁凤飞;金迪;何勇【摘要】以一种VARI(Vacuum Assisted Resin Infusion)成型工艺用环氧树脂RTM6-2为基体,研究了其固化特性,并使用VARI工艺制备了碳纤维增强复合材料层合板,对其性能进行了研究.结果表明:RTM6-2的工艺操作温度为100±10℃,工艺温度下的适用期可达7～9h,树脂浇铸体的经过180℃固化后的玻璃化转变温度为203℃～207℃;层合板的纤维体积含量在56％～57％之间,孔隙率小于1％,玻璃化转变温度为160℃～167℃.同时,通过试验得到了层合板的力学性能.【期刊名称】《西安航空技术高等专科学校学报》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】5页(P34-38)【关键词】VARI;工艺;树脂;复合材料【作者】梁凤飞;金迪;何勇【作者单位】中航西飞民用飞机有限责任公司工程技术中心,西安 710089;中航西飞民用飞机有限责任公司工程技术中心,西安 710089;中航西飞民用飞机有限责任公司工程技术中心,西安 710089【正文语种】中文【中图分类】O633.130 引言复合材料的比强度、比刚度大，结构可设计性强，能有效地减轻结构重量、提高结构效率，同时具有良好的耐腐蚀性能和抗疲劳性能，可降低飞机结构的维护成本[1]，在飞机上的应用越来越广[2]。

在复合材料总成本中，制造成本约占60%～70%[3]。

目前飞机结构使用的复合材料构件大多采用热压罐成型工艺，该工艺居高不下的制造成本制约了复合材料在船舶、汽车、建筑等领域的应用。

因此，复合材料的低成本应用，已经成为新一代复合材料的发展方向[4]。

近年来，真空辅助树脂渗透成型(VARI)作为一种典型的高性能、低成本的液体成型工艺，已广泛应用于飞机复合材料零件制造，被认为是最有发展潜力的复合材料低成本制造工艺之一[5]。

VARI工艺是将按照结构和性能要求制备好的纤维预成型体放置在模具上，在真空作用下使液态树脂在预成型体内流动，浸润纤维，并在相应的工艺温度条件下固化成一定纤维/树脂比例复合材料的成型工艺方法[6]，工艺过程如图1所示。

真空辅助成型工艺(VARI-Vacuum Assisted Resin Infusion)是一种新型的低成本的复合材料大型制件的成型技术,它是在真空状态下排除纤维增强体中的气体,利用树脂的流动、渗透,实现对纤维及其织物浸渍,并在一定温度下进行固化,形成一定树脂/纤维比例的工艺方法。

《真空辅助成型技术及其配套基体树脂研究进展》其主要特点是成本低、产品孔隙率低、性能与热压罐工艺接近、适合制造大型结构等。

对于大尺寸、大厚度的复合材料制件，VARI技术是一种十分有效的成型方法;而采用以往的复合材料成型工艺，较大的模具选材困难，而且成本昂贵、制造十分困难，尤其是大厚度的船舶、汽车、飞机等结构件。

因此，VARI成型技术具有巨大的应用前景。

使用开发的VARI成型技术，以G0827碳布为增强材料制造VARI复合材料平板为例。

主要过程如下:1)模板制造:根据结构件的尺寸与形状来设计和制造模板，模板材料通常为硬铝铝板，也可使用其他硬质材料。

2)裁布:将G0827碳布按样板裁剪成所需的大小和形状。

允许单层在宽度方向上拼接但不允许在纤维方向上对接。

如果需要的话，还可进行缝合或编织。

3)铺叠与封装:在平台上铺放铺层样板，铺叠在样板上进行。

铺叠过程中，不允许纤维皱折、屈曲与架桥。

叠层块的封装在平台上进行。

在进行封装之前，需要在模板上贴一层脱膜布，以便于成型后制件和模具顺利分开。

根据制件的大小和形状来确定进胶通路和真空通路的布置。

4)抽真空:封装完成后进行抽真空处理。

真空度不低于-0.097 MPa，在常温下进行。

抽真空可预压实叠层块，有助于控制复合材料板件最终厚度，还可抽出多余气体，减少复合材料的缺陷，保证层压板质量。

同时根据制件的大小准备适量的VARI树脂。

5)树脂吸注:确定封装系统无漏气，真空度达到-0.097MPa以上，以便顺利吸注树脂。

注胶过程中应能肉眼观察到胶液流动情况，注胶结束时碳布需完全浸透胶液。

完毕后用密封夹具密封吸胶管。