在目前的材料中,復(fù)合材料因其質(zhì)輕高強而被廣泛應(yīng)用。針對復(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,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),簡稱VIP,在模具上鋪“干”增強材料(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負(fù)壓,利用真空產(chǎn)生的壓力吧不飽和樹脂通過預(yù)鋪的管路壓入纖維層中,讓樹脂浸潤增強材料最后充滿整個模具,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)建立一個閉合系統(tǒng)。真空導(dǎo)入工藝公諸于世很久了,這個工藝在1950年出現(xiàn)了專利記錄。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)入時間,由四個參數(shù)來決定。
h-樹脂粘度,從公式上可以看出所用樹脂的粘度低,則所需導(dǎo)入時間就短,因此真空導(dǎo)入所用的樹脂粘度一般不能太高。這樣可以使樹脂能夠快速的充滿整個模具。
ℓ-注射長度,指的樹脂進(jìn)料口與到達(dá)出料口的之間的距離,距離長當(dāng)然所需的時間亦長。
DP-壓力差, 體系內(nèi)與體系外壓力差值越大,對樹脂的驅(qū)動力也越大,樹脂流速越快,當(dāng)然所需導(dǎo)入時間也越短。
k= 滲透性,指玻纖,夾心材料等對樹脂浸潤好壞的參數(shù)。k值大說明浸潤好,象連續(xù)氈,多向氈要比方格布,短切氈易被樹脂浸潤。因此為了使得樹脂在增強材料被壓實的情況下能方便的充滿體系,一般會人為設(shè)置一些導(dǎo)流槽,比如在夾心泡沫上下打孔等。
3. 優(yōu)勢
在通常的手糊工藝(hand lay-up)中, 增強材料鋪于模具中, 采用刷子,輥子或其它方式手工浸潤增強材料。另外一種改進(jìn)的方法是使用真空袋吸出手糊時積層中多余的樹脂。這樣提高的玻纖含量,得到更高強度和更輕的產(chǎn) 品,VIP相對于傳統(tǒng)的工藝具有很多優(yōu)勢。