CN103252897B - 一种真空灌注工艺及用于其的导流管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种真空灌注工艺以及用于该工艺的导流管，所述工艺包括：铺设玻纤织物、脱模布、有孔隔离膜和导流网；铺设导流管，导流管包括导流管主体、膜衬或膜袋和注入口；铺设树脂进胶管、进胶口三通管和真空管；铺设真空袋，以在上述部件的适当位置进行密封；打开树脂进胶管的阀门来进行真空灌注；在灌注工艺即将完成时，利用连接管连接导流管主体的注入口来注入填充介质，以使膜衬或膜袋膨胀，从而排挤出导流管主体内的树脂；利用排挤出的树脂来灌注产品的其余部分，然后固化。所述真空灌注工艺能够解决导流管内的树脂残留导致的材料浪费等问题，有利于导流管的清理和回收利用。

Description

一种真空灌注工艺及用于其的导流管

技术领域

本发明涉及复合材料真空灌注成型技术领域，具体地涉及一种用于风机叶片成型的无残留树脂的真空灌注工艺以及用于此工艺的导流管。

背景技术

风机叶片通常是由复合材料制成的薄壳结构，其基本上是由玻纤织物、碳纤织物或包含泡沫等的夹层构成。风机叶片的成型通常涉及到真空灌注工艺，在真空灌注工艺中常采用导流管将树脂引导至导流网上，以便均匀地灌注树脂。当前，在完成真空灌注工艺后，通常有大量的树脂残留在导流管内，比如，在MW级风机叶片的制造过程中，用于叶片壳体及其零部件（例如，主梁预制件、腹板预制件、根部预制件等）的导流管通常具有几百米的长度，对于59m单只风机叶片的成型过程，需要使用总长度为600米至700米的导流管，这样一来，导流管内的残留树脂通常多达360kg至420kg，这造成了材料的浪费。

另外，在树脂固化过程中，常规的导流管内充满了树脂，从而固化放热温度很高，这容易导致导流管和导流网被烧坏，甚至造成真空袋烧化，进而导致真空泄漏，从而出现产品部件发白的质量问题。即使人工不断地检查，这样的情况也可能发生，并且在检查时需要在真空袋膜上行走，这可能会破坏真空袋膜。此外，在固化完成后的撕膜过程中，常规的导流管内充满了固化的树脂，其比较坚固，而且可能与部件的材料粘合，从而不容易清理。另外，充满了固化的树脂的导流管在清理过程中容易被折断，从而无法重复利用或作为塑料废品回收利用。

发明内容

为了解决至少一个上述问题，本发明提供了一种能够避免材料浪费、有利于在撕模时清理导流管和/或有利于导流管的回收利用的无残留树脂的真空灌注工艺及用于此工艺的导流管。

根据本发明的一方面，提供了一种无残留树脂的真空灌注工艺，所述真空灌注工艺包括下述步骤：铺设玻纤织物、脱模布、有孔隔离膜和导流网；铺设导流管，以引导树脂，其中，所述导流管包括导流管主体、贴附在所述导流管主体的内壁上的膜衬或膜袋以及穿过所述导流管主体设置的注入口，所述膜衬或膜袋能够通过经由所述注入口注入的填充介质而膨胀；铺设树脂进胶管、进胶口三通管和真空管；铺设真空袋，以在上述部件的适当位置进行密封；在抽真空以检查密封之后，打开所述树脂进胶管的阀门来进行真空灌注；在灌注工艺即将完成时，利用连接管连接所述导流管主体的注入口来注入填充介质，以使所述膜衬或膜袋膨胀，从而排挤出所述导流管主体内的树脂；利用排挤出的树脂来灌注产品的其余部分，然后固化。

所述导流管主体可以为欧姆管或三角形管。

所述膜衬的周缘可以利用粘结胶密封地贴附在所述导流管主体的内壁上，以防止泄露或损坏。

所述膜衬可以由一层材料构成，在所述填充介质被注入时，所述填充介质可以通过所述导流管的注入口被注入到所述膜衬与所述导流管主体的内壁之间的空间中。

所述膜袋可以由封闭的两层材料构成，在所述填充介质被注入时，所述填充介质可以通过所述导流管的注入口被注入到所述两层材料之间的空间中。

所述填充介质可以为空气、水或油。

所述填充介质可以为可发泡材料，所述可发泡材料可以在一定温度下发生化学反应发泡而充满所述两层材料之间的空间，从而将树脂排挤出。

当真空灌注环氧树脂时，如果环境温度低于20℃，则可将模具预热到35℃，如果环境温度为20℃～25℃，则可将模具预热到30℃，如果环境温度高于25℃且小于等于30℃，则无需预热模具，如果环境温度高于30℃，则可开启空调使环境温度保持在25℃～30℃之间。

当利用打胶机进行真空灌注时，可控制打胶机的出胶温度在25℃～28℃之间，如果环境温度低于25℃，则出胶前对树脂进行预热以达到所述出胶温度，其中，灌注时模具的表面温度达到25℃～30℃，灌注前玻纤织物的表面温度维持在24℃～30℃之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于真空灌注工艺的导流管，所述导流管包括：导流管主体；膜衬，贴附在所述导流管主体的内壁上；注入口，其中，所述膜衬由一层材料构成，且所述膜衬的周缘利用粘结胶密封地贴附在所述导流管主体的内壁上，所述注入口穿过所述导流管主体连通至所述膜衬与所述导流管主体的内壁之间的空间中。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于真空灌注工艺的导流管，所述导流管包括：导流管主体；膜袋，贴附在所述导流管主体的内壁上；注入口，其中，所述膜袋由封闭的两层材料构成，所述注入口穿过所述导流管主体连通至所述封闭的两层材料之间的空间中。

所述导流管主体为欧姆管或三角形管。

所述注入口采用气门芯的结构形式。

根据本发明的真空灌注工艺及用于此工艺的导流管可以显著地减少残留在导流管上的树脂，从而避免了材料浪费，能够防止因固化温度高导致的真空泄漏的问题，有利于在撕模时清理导流管，并有利于导流管的回收利用，从而减少了残留树脂造成的垃圾废弃物对环境的污染。

附图说明

图1是示出常规的导流管的剖视图；

图2和图4是分别示出根据本发明一个示例性实施例的导流管在未膨胀时和在膨胀时的剖视图；

图3是示出根据本发明一个示例性实施例的导流管的注入口的示图；

图5和图6是分别示出根据本发明另一示例性实施例的导流管在未膨胀时和在膨胀时的剖视图；

图7是示出根据本发明又一示例性实施例的导流管在未膨胀时的剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图对根据本发明的真空灌注工艺及其所用的导流管进行详细描述。

这里，本发明的导流管的形状可以为欧姆管形状或三角形管形状，但是不限于此。为了举例说明，本发明将结合欧姆管形状的导流管进行描述。

此外，根据本发明的真空灌注工艺用来制造风机叶片，但是不限于此。本发明通过举例说明的方式描述了通过利用本发明的真空灌注工艺来制造风机叶片的工艺步骤。

图1是示出常规的导流管的剖视图，图2和图4是分别示出根据本发明一个示例性实施例的导流管在未膨胀时和在膨胀时的剖视图。

在图1中示出的导流管100是在用于制造风机叶片的真空灌注工艺中通常使用的导流管，其放置在导流网上方，以将树脂引导至导流网上。

参照图2和图3，根据当前实施例的导流管100a包括导流管主体200、膜衬210和注入口230，导流管主体200可以采用常规的导流管100，膜衬210贴附在导流管主体200的内壁上，注入口230穿过导流管主体200连通至膜衬210与导流管主体200的内壁之间的空间中。

此外，可以在导流管主体200的两端分别安装注入口230。在真空灌注铺层过程中，可以将导流管主体200的一端的注入口230用堵头密封，并使导流管主体200的另一端的注入口230穿过真空膜袋（未示出）以进入到真空膜袋内部。在真空灌注即将完成而需要充入填充介质时，可以打开导流管主体200的一端的注入口230，以向膜衬210与导流管主体200的内壁之间的空间中注入填充介质。这里，填充介质可以为例如空气、水或油。考虑到膜衬210排挤出的是树脂材料的事实，填充介质优选地为空气，更优选地是压缩空气。

如图2所示，膜衬210的周缘利用粘结胶220密封地贴附在导流管主体200的内壁上，以确保膜衬210的周缘与导流管主体200之间具有良好的密封性。具体地说，可以在需要密封的区域上刷涂粘结胶220，再将膜衬210压在导流管主体200的内壁上，然后从注入口230排挤出膜衬210与导流管主体200的内壁之间的空气，由此获得将要进行真空灌注的导流管100a。

应当注意，膜衬210的周缘与导流管主体200的内壁之间均需要进行密封，以确保优异的密封性。此外，用于密封的粘结胶220应当具有良好的耐热性能和粘结性能。

在这个实施例中，膜衬210由一层材料构成，当真空灌注工艺即将完成时，可以通过注入口230向膜衬210与导流管主体200的内壁之间的空间中注入填充介质（比如，压缩空气），从而使膜衬210膨胀，以排挤出残留在导流管100a内的树脂，如图4所示。这里所述的一层材料是相对于流管主体200的内壁总体而言的，也就是说，所述一层材料可以是多个层彼此堆叠所形成的一层，即，多个层堆叠在一起形成一层材料。

注入口230可以采用气门芯的结构形式，比如可以采用类似于自行车气门芯的结构形式，然而注入口230亦可以采用其它结构形式，而不限于此。

图5和图6是分别示出根据本发明另一示例性实施例的导流管100b在未膨胀时和在膨胀时的剖视图。参照图5和图6，根据当前实施例的导流管100b包括导流管主体200、膜袋240和注入口（未示出）。膜袋240贴附在导流管主体200的内壁上。

在当前实施例中，膜袋240由封闭的两层材料构成，并且在不使用粘结胶的情况下贴附在导流管主体200的内壁上。注入口穿过导流管主体200连通至封闭的两层材料之间的空间中。因此，在真空灌注即将完成而需要充入填充介质时，可以利用注入口向膜袋240的封闭的两层材料之间的空间中注入填充介质（比如，压缩空气），从而使膜袋240膨胀，以排挤出残留在导流管100b内的树脂，如图6所示。

在此实施例中，填充介质也可以为空气、水或油，但考虑到膜袋240排挤出的是树脂材料的事实，填充介质优选地为空气，更优选地是压缩空气。

图7是示出根据本发明又一示例性实施例的导流管100c在未膨胀时的剖视图。在图7中示出的导流管100c与在图2中示出的导流管100a基本上相同，不同之处在于增大了粘结胶220与膜衬210的粘结区域的面积。由于增大了粘结区域的面积，所以可以增强粘结胶220与膜衬210之间的粘结性能，从而确保了粘结胶220与膜衬210之间的密封性能。

下面将通过使用上面描述的导流管100a、导流管100b或导流管100c来进行真空灌注工艺。具体地讲，本发明的无残留树脂的真空灌注工艺主要包括下述步骤：（1）铺设玻纤织物、脱模布、有孔隔离膜和导流网；（2）铺设导流管，以引导树脂，其中，导流管为如上所描述的导流管100a、导流管100b或导流管100c，上面描述的膜衬或膜袋能够通过经由注入口注入的填充介质而膨胀；（3）铺设树脂进胶管、进胶口三通管和真空管；（4）铺设真空袋，以在上述部件的适当位置进行密封；（5）在抽真空以检查密封之后，打开树脂进胶管的阀门来进行真空灌注；（6）在灌注工艺即将完成时，利用连接管连接导流管主体的注入口来注入填充介质，以使上面描述的膜衬或膜袋膨胀，从而排挤出导流管主体内的树脂；（7）利用排挤出的树脂来灌注产品的其余部分，然后固化。因此，通过上述工艺可以制造出风机叶片。在固化过程中，可以根据实际情况停止填充介质（比如，压缩空气）的注入，以避免导流管内的空气在固化所产生的温度下膨胀。在固化之后，可以撕模，将其清理出导流管，并回收利用。

当真空灌注环氧树脂时，如果环境温度低于20℃，则可将模具预热到35℃，如果环境温度为20℃～25℃，则可将模具预热到30℃，如果环境温度高于25℃且小于等于30℃，则无需预热模具，如果环境温度高于30℃，则可开启空调使环境温度保持在25℃～30℃之间（保证灌注前与灌注时模具的表面和玻纤织物的表面温度在25℃～30℃之间）。另外，当湿度大于75%时，可开启空调等除湿装置。此外，当利用打胶机进行真空灌注时，可控制打胶机的出胶温度在25℃～28℃之间，如果环境温度低于25℃，则出胶前需要对树脂进行预热以达到所述出胶温度，并且灌注时模具的表面温度达到25℃～30℃（具体在冬季时，可将模温机设定为35℃），灌注前玻纤织物的表面温度维持在24℃～30℃之间。

在上述工艺中使用的填充介质可以为空气、水或油，但不限于此。例如，填充介质可以为可发泡材料，可发泡材料可以在一定温度下发生化学反应发泡而充满膜袋的两层材料之间的空间，从而将树脂排挤出。

当产品尺寸较大时，可以将多段导流管串联，并利用软管将串联的导流管的注入口彼此连通并进行密封以避免泄露。此外，虽然本发明在复合材料产品的真空灌注工艺中向导流管内充入空气，增加了气压，但是对于产品部件的向内灌注所需的真空压力无不利影响。

在本发明中所使用的膜衬或膜袋需要具有良好的气密性、耐压性以及一定的耐温性能，且不产生泄露或损坏。本发明的膜衬或膜袋可以具有与导流管主体的长度相同的长度，并且可以根据实际情况调整它们的长度。

本发明通过在用于复合材料灌注成型工艺的导流管内增加可注入填充介质（例如，空气）的膜衬或膜袋，在灌注即将完成时使用例如压缩空气对膜衬或膜袋进行充气，从而排挤出导流管内的残留树脂，从而解决了导流管内的树脂残留导致的材料浪费、树脂固化过程中导致的导流管温度过高等问题，有利于撕模时清理导流管，并便于导流管的回收利用。

根据本发明的真空灌注工艺及用于此工艺的导流管可以显著地减少残留在导流管上的树脂，从而避免了材料浪费，能够防止因固化温度高导致的真空泄漏的问题，有利于导流管的清理和导流管的回收利用，从而减少了残留树脂造成的垃圾废弃物对环境的污染。

Claims (3)

1.一种真空灌注工艺，所述真空灌注工艺包括下述步骤：

铺设玻纤织物、脱模布、有孔隔离膜和导流网；

铺设导流管，以引导树脂，其中，所述导流管包括导流管主体、贴附在所述导流管主体的内壁上的膜袋以及穿过所述导流管主体设置的注入口，所述膜袋能够通过经由所述注入口注入的填充介质而膨胀；

铺设树脂进胶管、进胶口三通管和真空管；

铺设真空袋，以在上述部件的适当位置进行密封；

在抽真空以检查密封之后，打开所述树脂进胶管的阀门来进行真空灌注；

在灌注工艺即将完成时，利用连接管连接所述导流管主体的注入口来注入填充介质，以使所述膜袋膨胀，从而排挤出所述导流管主体内的树脂；

利用排挤出的树脂来灌注产品的其余部分，然后固化，

其中，所述膜袋由封闭的两层材料构成，在所述填充介质被注入时，所述填充介质通过所述导流管的注入口被注入到所述两层材料之间的空间中，

其中，当利用打胶机进行真空灌注时，控制打胶机的出胶温度在25℃～28℃之间，如果环境温度低于25℃，则出胶前对树脂进行预热以达到所述出胶温度，其中，灌注时模具的表面温度达到25℃～30℃，灌注前玻纤织物的表面温度维持在24℃～30℃之间。

2.根据权利要求1所述的真空灌注工艺，其中，所述导流管主体为欧姆管或三角形管。

3.根据权利要求1所述的真空灌注工艺，其中，所述填充介质为空气、水或油。