CN101708658B - 一种下注式真空灌注工艺 - Google Patents
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Abstract
一种下注式真空灌注工艺，将导流网放在玻璃纤维布铺层的下边，由模具表面向上开始进灌注树脂，使得树脂里的气泡直接被导出。树脂自下而上将玻璃纤维浸透。为了排除树脂里的微量气泡，在玻璃纤维表面铺设一层VAP膜。在此VAP膜上铺设一层透气毡，此毡的功能是气体的传输媒介，均匀分布真空，此透气毡和真空管道相连，整个灌注系统的真空分布均匀，而树脂不会透出。树脂内的气泡大大减少，提高了产品的密实程度；产品的上表面是粘接面，没有气泡，所以与叶片的其他部件粘接非常好；本发明提高了工艺的可靠性，便现场控制，树脂流动最显著的特征为从模具方向向产品非模具面流动，不同于传统的上注式工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空辅助灌注成型技术，特别是一种下注式真空灌注工艺。
背景技术
目前的真空灌注工艺的树脂都是从上表面流向下表面，下表面贴模具，如果制品很厚，下表面是否被完全浸透是不能在现场被检查出来的，所以会造成过早的关闭注胶阀门，或者注胶阀门开得很长时间。这不利于现场的控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种方便现场控制、减少树脂内的气泡、提高了产品的密实程度的下注式真空灌注工艺。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种下注式真空灌注工艺，其特点是：
首先将模具加热，使得模具表面温度在28-35℃之间，
在模具表面铺设导流网，导流网边缘距离模具边缘8～15cm；
铺设带孔薄膜占据模具整个表面；
铺设脱模布占据模具整个表面；
然后铺设玻璃纤维布铺层；
铺设脱模布覆盖玻璃纤维布铺层；
铺设真空辅助透气膜(VAP膜)，覆盖玻璃纤维布铺层；
铺设透气毡，覆盖玻璃纤维布铺层；
在玻璃纤维布铺层的一侧铺设树脂流道槽，另一侧铺设吸真空螺旋管，树脂流道槽的槽口倒扣在导流网上，树脂流道槽的上方设有若干注胶口，至少要在玻璃纤维布铺层最大厚度处以及二分之一厚度处的位置，在树脂流道槽上接入注胶口，真空螺旋管道，距离模具边缘15～25mm，而且与上层的透气毡相连接，以保证气体的有效导出；吸真空螺旋管上接真空管口；
铺设真空袋膜，将整个模具覆盖，使用密封胶条密封；
每隔10米接一个真空表，此表与所述的真空螺旋管道相连接；
开始抽真空，并做真空测试；
检查产品表面温度，如产品表面温度与模具表面温度相差小于3℃时可以进行下一步；
测量混合后的树脂温度，温度在27-30℃之间，相应的其粘度在150-250厘泊之间即可；
将上述树脂放在一个密闭钢制容器中，抽真空5分钟再灌注到产品中，真空压力为-0.1MPa。
首先打开玻璃纤维布铺层最厚处的注胶口，然后打开两侧的注胶口；
进行树脂灌注，树脂自下而上将玻璃纤维浸透；
刚开始灌注时，注胶管内还存留有可见气泡，此时把树脂的流量控制到小于0.5kg/min；
当可见气泡完全消失后，调节树脂的流量，使树脂在玻璃纤维布铺层内的横向流动速度不大于8mm/min，在厚度方向的流动速度小于2mm/min；
灌注结束，关闭灌注阀门。环境温度恢复到常温，开启模具的加热系统设定到65℃加速树脂的固化。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，树脂流道槽的截面为V形、U形或半圆形等形状。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述真空测试为在抽真空时，当压力表上的真空度达到-0.1MPa后，再继续抽8～12分钟，然后关闭真空泵阀门，整个系统处于保压状态，如果在5分钟内，压力表上的真空压力降少于-0.002MPa，则认为此系统的真空度合格。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，真空合格后，铺设第二层真空袋，再抽真空，如上一步做真空测试，达到要求。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，整个灌注过程中，真空压力保持不变，为-0.1MPa，模具温度、环境温度保持不变，树脂温度允许有2-3℃的变化；
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，树脂的灌入量等于玻璃纤维布铺层的总重量的0.35～0.38倍。
本发明与现有技术相比，将导流网放在玻璃纤维布铺层的下边，由模具表面向上开始进灌注树脂，使得树脂里的气泡直接被导出。树脂自下而上将玻璃纤维浸透。为了排除树脂里的微量气泡，特在玻璃纤维表面铺设一层VAP膜。此膜为特殊的高分子薄膜，只透过气体，而不透过树脂。为了让VAP膜上的气体流动更加容易，特在此VAP膜上铺设一层透气毡，此毡的功能是气体的传输媒介，均匀分布真空，此透气毡和真空管道相连，这又为树脂前锋里的气泡增加了一条通道进入真空泵中，但是树脂被VAP膜阻隔，不会进入真空管道，所以整个灌注系统的真空分布均匀，而树脂不会透出。最后获得的结果是，树脂内的气泡大大减少，提高了产品的密实程度；产品的上表面是粘接面，没有气泡，所以与叶片的其他部件粘接非常好；本发明提高了工艺的可靠性，即使操作中留有少许的错误不会影响到最终产品的质量；树脂流动最显著的特征为从模具方向向产品非模具面流动，不同于传统的上注式工艺。
具体实施方式
一种下注式真空灌注工艺，首先将模具加热系统开启到32℃，使得模具表面温度在28-32℃之间
在模具表面铺设导流网，距离模具边缘8～15cm；
铺设带孔薄膜占据模具整个表面；
铺设脱模布占据模具整个表面；
然后铺设玻璃纤维布铺层；
铺设脱模布覆盖玻璃纤维布铺层；
铺设VAP膜，覆盖玻璃纤维布铺层；Vacuum Assisted Process
铺设透气毡，覆盖玻璃纤维布铺层；
VAP膜-在真空情况下真空辅助处理可用于制作增强纤维复合材料。这种灌注处理方式是由EADS发明并保有专利权的。后由SAERTEX作为专利合法使用者向全球提供。这是一种使用特殊VAP薄膜在低压渗透下的过滤技术。需要被渗透的成分是由一层可透气的微型多孔薄膜组成的树脂壁覆盖着。树脂将被阻隔在复合材料组合体中，而使其中气体和空气泡的数量将会极大的减少。VAP系统正在被越来越广泛的应用于民用和军用航天飞行器(如空中客车A380)、汽车工业以及制造风力叶片等领域，而由该系统所带来的好处在部件质量以及生产安全方面更是尤为显著。
在玻璃纤维布铺层的一侧铺设树脂流道槽，另一侧铺设吸真空螺旋管，树脂流道槽的截面为V形、U形、半圆形等形状，树脂流道槽的槽口倒扣在导流网上，树脂流道槽的上方设有若干注胶口，
至少要在玻璃纤维布铺层最大厚度处以及二分之一厚度处的位置，在树脂流道槽上接入注胶口、吸真空螺旋管上接真空管口。注胶口的内径为φ30mm，最大流量超过5kg；
真空螺旋管道，距离模具边缘15～25mm，而且必须与上层的透气毡相连接，以保证气体的有效导出；
铺设真空袋膜，将整个模具覆盖，使用密封胶条密封；
每隔10米接一个真空表，此表与所述的真空螺旋管道相连接；
开始抽真空，当压力表上的真空度达到-0.1MPa后，再继续抽8～12分钟，然后关闭真空泵阀门，整个系统处于保压状态，如果在5分钟内，压力表上的真空压力降少于-0.002MPa，则认为此系统的真空度合格；
真空合格后，为了保险起见，可铺设第二层真空袋，再抽真空，如上一步做真空测试，达到要求；
检查模具表面温度是否已经控制在28-32°之间，否则还需要调整模具加热系统的加热温度，以使模具表面温度达到此要求；
检查环境温度是否已经控制在18-25°之间，否则须采用车间空调进行调节；
关闭所有门窗，以使得车间内空气稳定，没有对流，否则会造成产品表面温度不均匀而造成树脂流速不均匀等危险的现象；
检查产品表面温度，如产品表面温度与模具表面温度相差小于3℃可以进行下一步，否则需要在产品表面加覆盖物，以使得整个产品的厚度上的温度较均匀；
测量混合后的树脂温度，如此温度在27-30℃之间相应的其粘度在150-250厘泊之间即可判定此树脂的流动特性合格。如果温度太高，则需要采用空调等设备降温；如果温度太低，而需要加热树脂成分材料的温度，以提高混合后的树脂温度，并加快流动；
为了除去树脂中大量气泡，需要将树脂放在一个密闭钢制容器中，抽真空5分钟再灌注到产品中，真空压力为-0.1MPa。
首先打开玻璃纤维布铺层最厚处的注胶口，然后打开两侧的注胶口；
进行树脂灌注，树脂自下而上将玻璃纤维浸透；
刚开始灌注时，注胶管内还存留有可见气泡，此时应把树脂的流量控制到小于0.5kg/分钟；
当可见气泡完全消失后，将树脂最大流量控制到5kg/分钟；
当此产品所需要的一半树脂量已经灌注后，即可撤销流量控制；
整个灌注过程中，真空压力保持不变，为-0.1MPa，模具温度、环境温度保持不变，树脂温度可能有2-3℃的上升，这是允许的；
整个灌注的过程中，树脂在玻璃纤维布铺层内的横向流动速度不能大于8mm/min，在厚度方向的流动速度小于2mm/min，任何之一个大于设定值时，就需要控制阀门打开的大小进而控制此流速。玻璃纤维布铺层内的流动速度是核心控制参数；
树脂的灌入量等于玻璃纤维布铺层的总重量的0.35～0.38倍。当灌注管道内没有树脂流动时，VAP膜被树脂浸泡大约1小时之后，表面出现一些湿润的小点。此点即可作为织物被浸透的标志。为了方便判断玻璃织物被浸透，可在表面上的透气毡上开些小孔，以便观察。或许轻微按压玻璃织物，如感觉发软即可判定已经浸透。即可判定灌注结束；
灌注结束，关闭灌注阀门。环境温度恢复到常温，开启模具的加热系统设定到65℃加速树脂的固化。
Claims (4)
1.一种下注式真空灌注工艺，其特征在于：
首先将模具加热，使得模具表面温度在28-35℃之间，
在模具表面铺设导流网，导流网边缘距离模具边缘8～15cm；
铺设带孔薄膜占据模具整个表面；
铺设脱模布占据模具整个表面；
然后铺设玻璃纤维布铺层；
铺设脱模布覆盖玻璃纤维布铺层；
铺设真空辅助透气膜，覆盖玻璃纤维布铺层；
铺设透气毡，覆盖玻璃纤维布铺层；
在玻璃纤维布铺层的一侧铺设树脂流道槽，另一侧铺设吸真空螺旋管，树脂流道槽的槽口倒扣在导流网上，树脂流道槽的上方设有若干注胶口，至少要在玻璃纤维布铺层最大厚度处以及二分之一厚度处的位置，在树脂流道槽上接入注胶口，吸真空螺旋管道距离模具边缘15～25mm，而且与上层的透气毡相连接，吸真空螺旋管上接真空管口；
铺设真空袋膜，将整个模具覆盖，使用密封胶条密封；
每隔10米接一个真空表，此表与所述的真空螺旋管道相连接；
开始抽真空，并做真空测试；
所述真空测试为在抽真空时，当压力表上的真空度达到-0.1MPa后，再继续抽8～12分钟，然后关闭真空泵阀门，整个系统处于保压状态，如果在5分钟内，压力表上的真空压力降少于-0.002MPa，则认为此系统的真空度合格；
检查产品表面温度，如产品表面温度与模具表面温度相差小于3℃时可以进行下一步；
测量混合后的树脂温度，温度在27-30℃之间，相应的其粘度在150-250厘泊之间即可；
将上述树脂放在一个密闭钢制容器中，抽真空5分钟再灌注到产品中，真空压力为-0.1MPa；
首先打开玻璃纤维布铺层最厚处的注胶口，然后打开两侧的注胶口；
进行树脂灌注，树脂自下而上将玻璃纤维浸透；
刚开始灌注时，注胶管内还存留有可见气泡，此时把树脂的流量控制到小于0.5kg/min；
当可见气泡完全消失后，调节树脂的流量，使树脂在玻璃纤维布铺层内的横向流动速度不大于8mm/min，在厚度方向的流动速度小于2mm/min；
树脂的灌入量等于玻璃纤维布铺层的总重量的0.35～0.38倍；
灌注结束，关闭灌注阀门，环境温度恢复到常温，开启模具的加热系统设定到65℃加速树脂的固化。
2.根据权利要求1所述的下注式真空灌注工艺，其特征在于：树脂流道槽的截面为V形、U形或半圆形。
3.根据权利要求1所述的下注式真空灌注工艺，其特征在于：真空合格后，铺设第二层真空袋，再抽真空，做真空测试。
4.根据权利要求1所述的下注式真空灌注工艺，其特征在于：整个灌注过程中，真空压力保持不变，为-0.1MPa，模具温度、环境温度保持不变，树脂温度允许有2-3℃的变化。
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