Познакомьтесь с процессом вакуумного введения композитных материалов

Познакомьтесь с процессом вакуумного введения композитных материалов

С момента внедрения технологии вакуумного внедрения в Китае, после более чем десяти лет разработки, она стала очень зрелой в Китае. В последние годы, благодаря строгому контролю за защитой окружающей среды, процессу закрытых штампов уделяется все больше внимания.

Начиная с принципа вакуумного введения, эта статья дает полное описание всего процесса и сравнивает его с другими процессами с точки зрения механических свойств и преимуществ, так что у каждого есть относительно ясное понимание процесса вакуумного введения.

1. Вакуумный инфузионный процесс (VIP)

Импортная вакуумная технология, в дальнейшем именуемая VIP, распределяет армированный материал в форме (стекловолокно, углеродное волокно, сэндвич-материалы и т. Д. Отличается от процесса вакуумного мешка), а затем распределяет вакуумный мешок и систему экстракции в воздухе , чтобы сформировать отрицательное давление в полости пресс-формы, используя вакуумное давление ненасыщенной смолы перед тем, как проложить трубу под давлением в слой волокна, чтобы заполнить всю пресс-форму армированным инфильтрацией смолой материалом последних продуктов после отверждения, материал вакуумного мешка раскрывается получить необходимые продукты из формы.

VIP ИСПОЛЬЗУЕТ одну боковую форму (например, обычную ручную пасту и аэрозольные формы) для создания замкнутой системы

Процесс вакуумного внедрения существует уже давно. Он был запатентован в 1950 году. Однако только в последние годы началась разработка. В связи с внедрением этого процесса из-за рубежа, так во имя различных имен, вакуумное введение, вакуумная инфузия, вакуумная инъекция и так далее.

2, теория

Процесс вакуумной индукции может найти широкое применение, и он имеет теоретическую основу, которая является законом Дарси:
Закон Дарси) t = ℓ 2 ч / 2 (кДП)

Время импорта определяется четырьмя параметрами. H - вязкость смолы

Из формулы видно, что чем ниже вязкость используемой смолы, тем короче время, необходимое для введения. Следовательно, вязкость смолы, используемой для вакуумного введения, не должна быть слишком высокой. Это позволяет смоле быстро заполнять форму.

ℓ - длина впрыска, относится к впускному отверстию смолы и расстоянию между прибывшим в порт выгрузки, разумеется, также время, необходимое для большого расстояния.

Разница давления DP - чем больше перепад давления между системой и системой, тем больше движущая сила на смоле, тем быстрее скорость потока смолы, конечно, короче время подачи.

К = проницаемость, относится к параметрам стекловолокна, сэндвич-материала и т. Д. По проникновению смолы. Большое значение k указывает на хорошую инфильтрацию, например, войлок разнонаправленный, чем квадратная ткань, рубленый войлок легко пропитывается смолой. Поэтому для того, чтобы смола могла легко заполнять систему при уплотнении армирующего материала, некоторые отклоняющие каналы, такие как бурение вверх и вниз сэндвич-пены, обычно устанавливаются искусственно.

3, преимущества

В обычном процессе укладки вручную арматура распределяется в форме, вручную пропитывая армирование щетками, валиками или другими средствами. Еще один улучшенный метод заключается в использовании вакуумных пакетов для поглощения избытка смолы. Это увеличивает содержание стекловолокна, что приводит к получению более прочных и легких изделий. По сравнению с традиционными технологиями VIP имеет много преимуществ. Как показано на рисунке, в качестве примеров взяты ручная паста, вакуумный мешок и вакуумное введение. С точки зрения механических свойств, введение вакуума имеет очевидные преимущества.

Видно, что преимущества вакуумного внедрения:
А. Более качественный продукт: пропитанная смолой стекловолокно в вакууме. В продукте очень мало пузырьков по сравнению с традиционным производственным процессом. В системе нет избытка смолы, а содержание стекловолокна очень высокое, до 70% и выше. Полученные продукты легче и прочнее. Партия к партии также очень стабильна.

B. меньшая потеря смолы: с помощью процесса VIP количество смолы может быть точно определено в бюджете, а для ручной пасты или процесса впрыска трудно контролировать из-за изменчивости операторов. VIP может свести к минимуму потери смолы и, что более важно, сэкономить расходы.

C. Равномерное распределение смолы: для продукта давление, создаваемое вакуумом в разных частях, одинаково, поэтому скорость инфильтрации и содержание смолы в стекловолокне имеют тенденцию быть одинаковыми. Это очень важно для стабильных деталей из FRP.

D. Меньшее улетучивание в процессе d: в процессе производства нет щеток или валиков, которые не будут вызывать разлив или капание смолы, а также не будет большого количества запахов. Таким образом, он может обеспечить чистую, безопасную и дружественную рабочую среду для защиты физического и психического здоровья операторов.

E. используйте одностороннюю форму: только одна сторона формы может получить гладкие и плоские продукты с обеих сторон, которые могут лучше контролировать толщину продуктов. Сэкономьте время изготовления пресс-формы.

Это связано с преимуществами продуктов VIP-технологий, которые сначала использовались в аэрокосмической и других специальных областях, а затем медленно применялись к гражданским товарам с высоким спросом.

4. Технологический процесс

Материалы, используемые VIP
смола
При подготовке к испытанию на вакуумное введение сначала следует выбрать подходящую смолу, эпоксидную или ненасыщенную полиэфирную смолу. Смола процесса вакуумного введения не может быть заменена обычной смолой, которая предъявляет особые требования к вязкости, времени гелеобразования, экзотермическому пику и смачиваемости. Пожалуйста, обратитесь к поставщику смолы для деталей.

Система отверждения
Если это эпоксидная смола, используйте соответствующий специальный отвердитель; Отвердитель, обычно используемый в ненасыщенных смолах, представляет собой пероксид метилэтилкетона. У разных производителей его качество не одинаково, выбор его оценки не потому, что использование меньшего количества материала и влияет на качество всего продукта.

Усиленный материал
Обычно используемые армирующие материалы - это стекловолокно и углеродное волокно. Такие, как композитный край войлока, отдельная ткань и т. Д., Конкретный дизайн в соответствии с механикой. При выборе лучше провести эксперимент, а как проницаемость? Поскольку различные проклеивающие агенты и клеи, используемые в процессе производства волокна, будут иметь различную инфильтрацию на смоле, что приводит к большим различиям в механических свойствах конечного продукта.

Сэндвич материалы
Обычно используются дерево бальза, пена ПВХ, пена PUR / PIR, прочный войлок и так далее. Выбирайте подходящие сэндвич-материалы в соответствии с потребностями продукции.

Оборудование и вспомогательные материалы
Вакуумный насос, интерфейс, манометр, направляющая труба, зачистная салфетка, направляющая салфетка, вакуумный мешок и так далее. Материалы, используемые в процессе вакуумного ввода, не всегда доступны, и каждый материал должен быть проверен, чтобы определить, подходит ли он.

Шаг 1: подготовить форму

Процесс вакуумной инфузии требует, чтобы пресс-форма имела высокое качество, высокий блеск и твердость поверхности, край пресс-формы не менее 15 см, легко укладывалась уплотнительная лента и трубопровод. Очистить форму
Очистите, затем нанесите воск или нанесите плесень водой.

Шаг 2: построение поверхности гелькоута

В соответствии с требованиями продуктов, выберите подходящий гелькоут, кисть или спрей. (некоторые продукты укладываются непосредственно сухой тканью без образования желатиновой поверхности)

Шаг 3: укладка армированного материала

Выбор армирующих материалов зависит от требований к прочности изделий (стекловолокно, углеродное волокно, многослойный материал ...), различные материалы и методы плетения будут влиять на скорость потока смолы.

Шаг 4: вакуумная укладка материала

Последовательно уложите демодулирующую ткань, сетку для направления потока, вакуумный мешок ... Прежде чем закрывать вакуумный мешок, примите во внимание направление смолы и вакуумной трубки, иначе произойдет сильное проникновение. При укладке следует соблюдать осторожность, чтобы не проткнуть вакуумный мешок острыми предметами.

Шаг 5: вакуум

После укладки материала зажмите каждую трубку из смолы, начните вакуумировать, попробуйте удалить воздух из системы и проверить герметичность, этот шаг очень важен, если есть точка утечки, когда вводится смола, воздух будет Попадая в систему, пузырьки будут вытекать в другие места, и даже весь продукт может быть утилизирован.

Шаг 6: смешайте смолу

После того, как вакуум достигнет определенных требований, начинается подготовка смолы.
В соответствии с разным временем гелеобразования смолы был приготовлен соответствующий отвердитель.

Шаг 7: импорт смолы

Вставьте трубку в ведро со смолой и откройте зажим по очереди в соответствии с порядком подачи. Обратите внимание на количество смоляного ведра и своевременное добавление.

Шаг 8: демонтаж

Когда гель смолы отверждается до определенной степени, вакуумный материал удаляется. Удалить продукт из формы и провести последующую обработку.

Ни один процесс не может быть идеальным. В настоящее время большую часть расходных материалов одноразового использования, необходимых для VIP, необходимо импортировать для увеличения стоимости материала, но эту часть можно сбалансировать путем уменьшения количества смолы. Кроме того, это требует более высоких навыков операторов. Каждый процесс должен тщательно соблюдаться, чтобы перейти к следующему шагу, в противном случае будут нанесены необратимые потери.
Таким образом, этот процесс в настоящее время используется в компонентах и продуктах FPR с высокой добавленной стоимостью, таких как спортивные аксессуары, яхты, лопасти ветряных турбин и так далее. Тем не менее, существует большой спрос на материалы с более высокими эксплуатационными характеристиками, поэтому все больше и больше людей признают и внедряют технологию вакуумного введения.