CN104070684A - 一种夹芯复合材料无管路真空灌注成型方法 - Google Patents

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关洪涛
牛彭彭
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/443—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection

Abstract

一种夹芯复合材料无管路真空灌注成型方法，用于夹芯复合材料真空灌注成型。本发明采用在夹芯复合材料结构中的夹芯材料（4）上开槽形成夹芯材料灌注孔（7）的方法替代现有技术中使用的导流管，建立真空系统。液态树脂通过夹芯材料灌注孔（7）流动并浸润上层干铺层（5）、夹芯材料（4）和下层干铺层（3）中。制品固化后，这些开槽的夹芯材料（4）留在制品中与制品形成一体。本发明通过无管路灌注，实现了树脂在制品内部保留，减少了大量的树脂浪费现象，同时解决了制品表面的真空系统脱模困难的问题。由于固体废弃物大量减少，避免了环境污染，改善了工作环境。

Description

一种夹芯复合材料无管路真空灌注成型方法
技术领域
本发明属于复合材料真空灌注成型技术领域，主要涉及一种夹芯复合材料无管路真空灌注成型的方法。
背景技术
近几年来，我国复合材料行业飞速发展，真空灌注成型工艺得到普遍推广应用。真空灌注成型工艺的基本原理是在模具上进行干铺层，在干铺层上铺设导流介质，在导流介质上铺设导流管，再对模具和铺层（含导流介质和导流管）建立真空体系。在真空压力下，液态树脂通过导流管和导流介质浸润复合材料干铺层，经固化后形成制品。
夹芯复合材料是复合材料的其中一种结构形式，其传统夹芯复合材料真空灌注成型方法见图1。其成型方法为：
1)      在模具上铺设干铺层；
2)      铺设夹芯材料；
3)      铺设上层干铺层；
4)      铺设导流介质；
5)      铺设导流管；
6)      在模具边缘贴密封胶条；
7)      铺设真空袋膜；
8)      抽真空；
9)      灌注液态树脂，液态树脂通过导流管和导流介质分散到干铺层、夹芯材料和干铺层中；
10) 加热固化形成制品。
在实践中采用上述方法，存在诸多问题：
液态树脂浪费：液态树脂首先必须通过导流管才能浸润铺层，灌注过程结束后，大量树脂存留在导流管中，造成液态树脂的浪费。树脂是构成复合材料的主要原材料，其用量约占整个复合材料制品所有材料用量的1/3，而且价格不菲，尤其在高性能部件中所采用的液态树脂更是价格昂贵。对于大型的复合材料构件，其结构通常为夹芯结构，外形尺寸越大，真空灌注成型时导流管用量越大，浪费也越大。例如：大型复合材料风电叶片、大型复合材料舰船和游艇。
制品表面的真空系统脱模困难：对于大型复合材料真空灌注制品在成型后，需要把外表面的导流介质和导流管以及表面的真空系统全部去除。一般情况下，导流管是塑料制品，内部充满树脂，由于液态树脂固化后形成的碎屑非常锋利，易划伤，需采用特殊的工具，使得在去除这些导流管时，存在一定的危险性。同时，当复合材料制品大、结构复杂时，导流管非常多，导致劳动量增加，人工成本提高。
发明内容
鉴于现有技术中所存在的问题，发明人提出了一种夹芯复合材料无管路真空灌注成型方法，以解决在真空灌注成型工艺中存在的大量树脂浪费和真空系统脱模困难的问题。为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案如下：
1)      对夹芯材料进行开槽，形成夹芯材料灌注孔，夹芯材料灌注孔位于夹芯材料上表面，其形状为圆形、半圆形，开槽尺寸5~50mm；
2)      在模具上铺设底层干铺层；
3)      铺设开有夹芯材料灌注孔的夹芯材料；
4)      铺设上层干铺层；
5)      铺设导流介质；
6)      在模具边缘贴密封胶条；
7)      铺设真空袋膜；
8)      抽真空；
9)      灌注液态树脂，液态树脂通过夹芯材料灌注孔和导流介质分散到上层干铺层、夹芯材料和下层干铺层中；
10) 加热固化形成制品。
本发明的一种夹芯复合材料无管路真空灌注成型方法，通过无管路灌注，实现树脂在制品内部的保留，减少了管路中树脂的浪费。由于不再使用塑料管路，减少了脱模难度，降低了劳动强度和劳动量，降低了人工成本，提高了生产效率，同时使得固体废弃物的量大大减少，减少了环境污染，改善了工作环境。
附图说明
图1为传统夹芯复合材料真空灌注成型方法示意图。
图中：1、模具；2、密封胶条；3、下层干铺层；4、夹芯材料；5、上层干铺层；6、导流介质；7、导流管；8、真空袋膜。
图2为本发明的夹芯复合材料无管路真空灌注成型方法示意图。
图中：1、模具；2、密封胶条；3、下层干铺层；4、夹芯材料；5、上层干铺层；6、导流介质；7、夹芯材料灌注孔；8、真空袋膜。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明的具体实施方式如下：
如图2所示，本发明的一种夹芯复合材料无管路真空灌注成型方法的具体实施步骤如下：
1)      对夹芯材料4进行开槽，形成夹芯材料灌注孔7，夹芯材料灌注孔7位于夹芯材料4上表面，开槽尺寸为5mm～50mm，孔的形状为圆形或者半圆形；
2)      在模具1上铺设下层干铺层3；
3)      在下层干铺层3上铺设带有夹芯材料灌注孔7的夹芯材料4；
4)      夹芯材料4上铺设上层干铺层5；
5)      导流介质6铺设在上层干铺层5上面；
6)      在模具1边缘贴密封胶条2；
7)      铺设真空袋膜8；
8)      抽真空；
9)      灌注液态树脂，液态树脂通过夹芯材料灌注孔7和导流介质6分散到上层干铺层5、夹芯材料4和下层干铺层3中； 
10) 加热固化形成制品；
液态树脂通过芯材开槽空间流动并浸润干铺层。制品固化后，带有夹芯材料灌注孔7的夹芯材料4留在制品中，与制品形成一体。

Claims (2)

1.一种夹芯复合材料无管路真空灌注成型方法，其特征是：对夹芯材料（4）开槽，形成夹芯材料灌注孔（7）；将带有夹芯材料灌注孔（7）的夹芯材料（4）铺放在模具（1）上已铺设的下层干铺层（3）上；上层干铺层（5）铺放在带有夹芯材料灌注孔（7）的夹芯材料（4）上面，上层干铺层（5）上铺设有导流介质（6）。
2.根据权利要求1所述的一种夹芯复合材料无管路真空灌注成型方法，其特征是：夹芯材料灌注孔（7）位于夹芯材料（4）的上表面，开槽尺寸为5mm至50mm；夹芯材料灌注孔（7）为圆形或半圆形状。
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